كثبان على قمر زحل تيتان كما يراها مسبار كاسيني في عام 2006.
(الصورة: © NASA / JPL)
المركبات الكبيرة والشمسية تستمر في الظهور في جميع أنحاء النظام الشمسي، وقد يساعد البحث الجديد في إزالة الالتباس حول كيفية تشكلها في العديد من الأماكن.
يعتمد هذا البحث على التجارب المعملية المستوحاة من علماء غريبين غريبين لاحظوا وجودها في حقول الكثبان الرملية المترامية الأطراف قمر زحل تيتان. تمتلئ هذه الكثبان بمركبات تسمى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ذات هياكل تشبه الحلقة. على تيتان ، تخزن الكثبان نسبة كبيرة من كربون القمر. ولأن هذا القمر واحدة من أكثر المحاجر المغرية لعلماء الفلك لإيجاد حياة محتملة خارج الأرض ، فإن الكربون مهم.
وأضاف رالف كايسر ، الكيميائي بجامعة هاواي في مانوا ، لموقع Space.com ، الذي يبلغ طوله تقريبًا الهرم الأكبر في مصر ، أن "هذه الكثبان كبيرة جدًا". "إذا كنت ترغب في فهم دورة الكربون والهيدروكربونية وعمليات الهيدروكربونات على تيتان ، فمن المهم حقًا أن نفهم ، بالطبع ، من أين يأتي المصدر المهيمن للكربون."
على تيتان ، هناك آلية مباشرة يعرف العلماء أنها تبني على الأرجح هيدروكربونات عطرية متعددة الحلقات: يمكن أن تتشكل هذه الجزيئات الكبيرة في الغلاف الجوي السميك للقمر وتستقر على السطح. ولكن تم العثور على نفس المجموعة من المركبات في الكثير من العوالم التي تفتخر بعدم وجود مثل هذا الجو ، مثل الكواكب القزمة بلوتو و سيريس وجسم حزام كويبر ماكيماكي.
أراد كايزر وزملاؤه معرفة كيف يمكن أن تتواجد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في عالم يفتقر إلى جو لخلقها. وعندما نظر الباحثون إلى تيتان ، رأوا دليلًا: حيث توجد الكثبان الرملية ، لا توجد العديد من جليد الهيدروكربونات التي تكون شائعة إلى حد ما على هذا القمر.
تساءل الباحثون عما إذا كانت العملية الثانية ، التي تحدث على السطح ، يمكن أن تحول الجليد مثل الأسيتيلين إلى هيدروكربونات عطرية متعددة الحلقات. على وجه الخصوص ، اعتقد العلماء أن الجاني قد يكون أشعة المجرة الكونية، جزيئات حيوية تنتشر في الفضاء.
لذا صمم الباحثون تجربة: خذ بعضًا من ثلج الأسيتيلين ، وعرّضه لعملية تقليد الأشعة الكونية المجرية ، وانظر ماذا يحدث. قاموا بمحاكاة تأثير 100 سنة من الضرب من هذه الجسيمات ، ثم قاموا بقياس كميات المركبات المختلفة التي تكونت.
وجد العلماء عدة نكهات مختلفة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. يشير هذا إلى الفريق أن التفاعل بين الجليد والهيدروكربونات والأشعة الكونية المجرية يمكن أن يفسر بالفعل انتشار المركبات حتى عندما لا يستطيع الغلاف الجوي تكوينها.
وقال كايزر "إنها عملية متعددة الاستخدامات ويمكن أن تحدث في أي مكان". وهذا لا يشمل تيتان فقط ، ولكن أيضا الأقمار والكويكبات الأخرى ، ولكن حتى الحبوب الغبار بين النجوم وقال الأنظمة الشمسية المجاورة.
وقال كايزر بعد ذلك إنه وزملاؤه يريدون تحديد العملية المحددة التي تسبب التحول. وقال إن ذلك سيكون صعبًا ، نظرًا لأن الإشعاع المؤين الذي استخدمه الفريق لمحاكاة أشعة المجرة الكونية يتضمن عدة عمليات متزامنة.
خط البحث مثير للاهتمام من الناحية الجمالية والعلمية ، أخبر مايكل مالاسكا ، الذي يدرس الجليد في الكواكب في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في كاليفورنيا والذي لم يشارك في البحث الحالي ، لموقع Space.com في بريد إلكتروني. وكتب "إن عملهم يدعم كذلك أن بعض رمال تيتان قد توهج ألوانًا جميلة تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية".
تم وصف البحث في ورقة نشر أمس (16 أكتوبر) في مجلة Science Advances.
- الهبوط على تيتان: صور من مسبار Huygens على قمر زحل
- الاستكشاف الدافع: الطائرات بدون طيار تسير بين الكواكب
- صور مذهلة: تيتان ، أكبر قمر لزحل
ملحوظة المحرر: تم تحديث هذه القصة لتتضمن تعليقًا من مايكل مالاسكا. راسل ميغان بارتلز على [email protected] أو تابعها meghanbartels. تابعنا على تويتر Spacedotcom و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك.
