الحياة على تيتان

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

منظر متعدد الأطياف لتيتان

لا يزال وجود الحياة على تيتان ، أكبر أقمار زحل ، سؤالًا مفتوحًا وموضوعًا للتقييم والبحث العلمي. تيتان أبرد بكثير من الأرض ، ولكنه من بين جميع أجرام المجموعة الشمسية ، يُعدّ تيتان المكان الوحيد، إلى جانب الأرض، المعروف بوجود سوائل على سطحه على شكل أنهار وبحيرات وبحار . غلافه الجوي الكثيف نشط كيميائيًا وغني بمركبات الكربون. توجد على سطحه كتل صغيرة وكبيرة من الميثان والإيثان السائلين ، ومن المرجح وجود طبقة من الماء السائل تحت قشرته الجليدية. يتكهن بعض العلماء بأن هذه الخلطات السائلة قد توفر بيئة كيميائية ما قبل حيوية للخلايا الحية تختلف عن تلك الموجودة على الأرض .

في يونيو 2010، أبلغ علماء يحللون بيانات من مهمة كاسيني-هويجنز عن وجود شذوذات في الغلاف الجوي بالقرب من السطح، والتي قد تتوافق مع وجود كائنات حية منتجة للميثان، ولكنها قد تكون، بدلاً من ذلك، ناتجة عن عمليات كيميائية أو جوية غير حية. [ 1 ] لم تكن مهمة كاسيني -هويجنز مجهزة للبحث مباشرة عن الكائنات الدقيقة أو لتقديم جرد شامل للمركبات العضوية المعقدة .

كيمياء

يعود اعتبار تيتان بيئةً مناسبةً لدراسة الكيمياء ما قبل الحيوية أو الحياة الغريبة المحتملة إلى حد كبير إلى تنوع الكيمياء العضوية التي تحدث في غلافه الجوي، والناجمة عن التفاعلات الكيميائية الضوئية في طبقاته الخارجية. وقد رصد مطياف الكتلة التابع لمسبار كاسيني المواد الكيميائية التالية في الغلاف الجوي العلوي لتيتان :

يذاكرماجي، 1050  كمكوي، 1050  كمكوي، 1077  كموايت وآخرون، 1000-1045  كم
الكثافة ( سم⁻³ )(3.18±0.71) × 10 9(4.84±0.01) × 10 9(2.27±0.01) × 10 9(3.19, 7.66) × 10 9
نسب الأنواع المختلفة
نتروجين(96.3±0.44)%(97.8±0.2)%(97.4±0.5)%(95.5، 97.5)%
14 شمالاً 15 شمالاً(1.08±0.06)%
الميثان(2.17±0.44)%(1.78±0.01)%(2.20±0.01)%(1.32، 2.42)%
13 CH 4(2.52±0.46) × 10 −4
هيدروجين(3.38±0.23) × 10 −3(3.72±0.01) × 10 −3(3.90±0.01) × 10 −3
الأسيتيلين(3.42±0.14) × 10 −4(1.68±0.01) × 10 −4(1.57±0.01) × 10 −4(1.02, 3.20) × 10 −4
الإيثيلين(3.91±0.23) × 10 −4(5.04±0.04) × 10 −4(4.62±0.04) × 10 −4(0.72, 1.02) × 10 −3
الإيثان(4.57±0.74) × 10 −5(4.05±0.19) × 10 −5(2.68±0.19) × 10 −5(0.78, 1.50) × 10 −5
سيانيد الهيدروجين(2.44±0.10) × 10 −4
40 أر(1.26±0.05) × 10 −5(1.25±0.02) × 10 −5(1.10±0.03) × 10 −5
بروباين(9.20±0.46) × 10 −6(9.02±0.22) × 10 −6(6.31±0.24) × 10 −6(0.55, 1.31) × 10 −5
بروبين(2.33±0.18) × 10 −6(0.69, 3.59) × 10 −4
البروبان(2.87±0.26) × 10 −6<1.84 × 10 −6<2.16e-6(3.90±0.01) × 10 −6
ثنائي الأسيتيلين(5.55±0.25) × 10 −6(4.92±0.10) × 10 −6(2.46±0.10) × 10 −6(1.90, 6.55) × 10 −6
السيانوجين(2.14±0.12) × 10 −6(1.70±0.07) × 10 −6(1.45±0.09) × 10 −6(1.74, 6.07) × 10 −6
سيانواسيتيلين(1.54±0.09) × 10 −6(1.43±0.06) × 10 −6<8.27 × 10 −7
أكريلونيتريل(4.39±0.51) × 10 −7<4.00 × 10 −7<5.71 × 10 −7
بروبانونيتريل(2.87±0.49) × 10 −7
البنزين(2.50±0.12) × 10 −6(2.42±0.05) × 10 −6(3.90±0.01) × 10 −7(5.5، 7.5) × 10 −3
التولوين(2.51±0.95) × 10 −8<8.73 × 10 −8(3.90±0.01) × 10 −7(0.83, 5.60) × 10 −6

بما أن مطياف الكتلة يحدد الكتلة الذرية للمركب دون تحديد بنيته، فإن إجراء المزيد من الأبحاث ضروري لتحديد المركب الذي تم رصده بدقة. في حال تم تحديد المركبات في المراجع العلمية، فقد تم استبدال صيغتها الكيميائية بأسمائها المذكورة أعلاه. تتضمن الأرقام الواردة في ماجي (2009) تصحيحات لتأثير الخلفية الناتجة عن الضغط العالي. تشمل المركبات الأخرى التي يُعتقد أن البيانات والنماذج المرتبطة بها تشير إليها: الأمونيا ، والبوليينات ، والأمينات ، والإيثيلين إيمين ، وهيدريد الديوتيريوم ، والألين ، و1،3-بيوتادين ، بالإضافة إلى عدد من المواد الكيميائية الأكثر تعقيدًا بتراكيز منخفضة، فضلًا عن ثاني أكسيد الكربون وكميات محدودة من بخار الماء. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

درجات حرارة السطح

بسبب بُعده عن الشمس، يُعدّ تيتان أبرد بكثير من الأرض، إذ تبلغ درجة حرارة سطحه حوالي 94 كلفن (-179  درجة مئوية، أو -290  درجة فهرنهايت). عند هذه الدرجات، لا يذوب جليد الماء -إن وُجد- ولا يتبخر ولا يتسامى، بل يبقى صلبًا. ونظرًا للبرودة الشديدة، فضلًا عن انعدام ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) في غلافه الجوي، ينظر علماء مثل جوناثان لونين إلى تيتان على أنه ليس موطنًا محتملًا للحياة خارج كوكب الأرض ، بل تجربة لاختبار فرضيات حول الظروف التي سادت قبل ظهور الحياة على الأرض. [ 5 ] ورغم أن درجة حرارة سطح تيتان المعتادة لا تتوافق مع وجود الماء السائل، تشير حسابات لونين وآخرين إلى أن اصطدامات النيازك قد تُحدث "واحات اصطدام" عرضية -فوهات قد يبقى فيها الماء السائل لمئات السنين أو أكثر، مما يُتيح وجود تفاعلات كيميائية عضوية مائية. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

ومع ذلك، لا يستبعد لونين وجود حياة في بيئة من الميثان والإيثان السائلين، وقد كتب عن ما قد يعنيه اكتشاف مثل هذا الشكل من أشكال الحياة (حتى لو كان بدائيًا للغاية) بشأن مدى انتشار الحياة في الكون. [ 9 ]

الفرضيات السابقة حول درجة الحرارة

تيتان – منظر بالأشعة تحت الحمراء (13 نوفمبر 2015).

في سبعينيات القرن الماضي، اكتشف علماء الفلك مستويات عالية غير متوقعة من انبعاثات الأشعة تحت الحمراء من تيتان. [ 10 ] أحد التفسيرات المحتملة لذلك هو أن سطحه كان أكثر دفئًا من المتوقع، نتيجة لظاهرة الاحتباس الحراري . حتى أن بعض تقديرات درجة حرارة السطح اقتربت من درجات حرارة المناطق الأكثر برودة على الأرض. مع ذلك، كان هناك تفسير آخر محتمل لانبعاثات الأشعة تحت الحمراء: سطح تيتان كان شديد البرودة، لكن غلافه الجوي العلوي كان يسخن نتيجة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بواسطة جزيئات مثل الإيثان والإيثيلين والأسيتيلين. [ 10 ]

في سبتمبر 1979، أرسلت المركبة الفضائية بايونير 11 ، وهي أول مركبة فضائية تقوم بعمليات رصد تحليق بالقرب من زحل وأقماره، بيانات تُظهر أن سطح تيتان بارد للغاية وفقًا لمعايير الأرض، وأقل بكثير من درجات الحرارة المرتبطة عمومًا بصلاحية الكواكب للحياة . [ 11 ]

درجة الحرارة المستقبلية

قد يصبح تيتان أكثر دفئًا في المستقبل. [ 12 ] بعد خمسة إلى ستة مليارات سنة، ومع تحول الشمس إلى عملاق أحمر ، قد ترتفع درجات حرارة سطحه إلى حوالي 200 كلفن (-70 درجة مئوية) ، وهي درجة حرارة كافية لتكوّن محيطات مستقرة من خليط الماء والأمونيا على سطحه. ومع انخفاض انبعاث الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، سيتلاشى الضباب في الغلاف الجوي العلوي لتيتان، مما يقلل من تأثيره المضاد للاحتباس الحراري على سطحه، ويُمكّن تأثير الاحتباس الحراري الناتج عن غاز الميثان في الغلاف الجوي من لعب دور أكبر بكثير. قد تُهيئ هذه الظروف مجتمعة بيئةً ملائمةً لأشكال الحياة الغريبة، وستستمر لعدة مئات من ملايين السنين. [ 12 ] كان هذا وقتًا كافيًا لتطور الحياة البسيطة على الأرض، على الرغم من أن وجود الأمونيا على تيتان قد يُؤدي إلى إبطاء نفس التفاعلات الكيميائية. [ 12 ]  

غياب الماء السائل السطحي

استشهد عالم الأحياء الفلكية في وكالة ناسا، أندرو بوهوريل، عام 2009، بانعدام الماء السائل على سطح تيتان كحجة ضد وجود حياة هناك. ويرى بوهوريل أن الماء مهم ليس فقط كمذيب تستخدمه "الحياة الوحيدة التي نعرفها"، بل أيضاً لأن خصائصه الكيميائية "تتلاءم بشكل فريد لتعزيز التنظيم الذاتي للمادة العضوية". وقد تساءل عما إذا كانت احتمالات العثور على حياة على سطح تيتان كافية لتبرير تكلفة مهمة تبحث عنها. [ 13 ]

مياه سائلة محتملة تحت سطح الأرض

أدت المحاكاة المختبرية إلى اقتراح وجود كمية كافية من المواد العضوية على تيتان لبدء تطور كيميائي مماثل لما يُعتقد أنه بداية الحياة على الأرض. وبينما يفترض هذا التشبيه وجود الماء السائل لفترات أطول مما هو مُلاحظ حاليًا، تشير عدة فرضيات إلى إمكانية حفظ الماء السائل الناتج عن اصطدام نيزكي تحت طبقة عازلة متجمدة. [ 14 ] كما طُرح احتمال وجود محيطات من الأمونيا في أعماق كبيرة تحت السطح؛ [ 15 ] [ 16 ] ويقترح أحد النماذج وجود محلول من الأمونيا والماء على  عمق يصل إلى 200 كيلومتر تحت قشرة جليدية مائية، وهي ظروف "رغم قسوتها وفقًا للمعايير الأرضية، إلا أنها تسمح بالفعل باستمرار الحياة". [ 17 ] وسيكون انتقال الحرارة بين الطبقات الداخلية والعلوية أمرًا بالغ الأهمية لاستدامة أي حياة محيطية تحت السطح. [ 15 ] وسيعتمد اكتشاف الحياة الميكروبية على تيتان على تأثيراتها البيولوجية. فعلى سبيل المثال، يمكن فحص الميثان والنيتروجين في الغلاف الجوي بحثًا عن أصل بيولوجي. [ 17 ]

عززت البيانات المنشورة في عام 2012 والمستقاة من مركبة كاسيني الفضائية التابعة لناسا ، الأدلة على أن تيتان من المحتمل أن يحتوي على طبقة من الماء السائل تحت غلافه الجليدي. [ 18 ]

تكوين جزيئات معقدة

تيتان هو القمر الطبيعي الوحيد المعروف في المجموعة الشمسية الذي يمتلك غلافًا جويًا متطورًا بالكامل يتكون من أكثر من مجرد غازات ضئيلة. يتميز غلاف تيتان الجوي بكثافته ونشاطه الكيميائي وغناه بالمركبات العضوية ؛ مما أثار تكهنات حول إمكانية نشوء مواد كيميائية أولية للحياة هناك. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] يحتوي الغلاف الجوي أيضًا على غاز الهيدروجين ، الذي يدور في الغلاف الجوي والبيئة السطحية، والذي يمكن للكائنات الحية المشابهة للميثانوجينات الأرضية أن تتحد معه بعض المركبات العضوية (مثل الأسيتيلين ) للحصول على الطاقة. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

الغازات العضوية النزرة في الغلاف الجوي لتيتان - HNC (يسار) و HC 3 N (يمين).

أظهرت تجربة ميلر -يوري والعديد من التجارب اللاحقة أنه في ظل جو مشابه لجو تيتان وإضافة الأشعة فوق البنفسجية ، يمكن توليد جزيئات معقدة ومواد بوليمرية مثل الثولينات . يبدأ التفاعل بتفكك النيتروجين والميثان، مُكَوِّنًا سيانيد الهيدروجين والأسيتيلين . وقد دُرست تفاعلات أخرى على نطاق واسع. [ 22 ]

في أكتوبر/تشرين الأول 2010، أفادت سارة هورست من جامعة أريزونا باكتشافها القواعد النيوكليوتيدية الخمس - وهي اللبنات الأساسية للحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA - ضمن العديد من المركبات الناتجة عن تطبيق الطاقة على مزيج من الغازات المشابهة لتلك الموجودة في غلاف تيتان الجوي. كما اكتشفت هورست الأحماض الأمينية ، وهي اللبنات الأساسية للبروتين . وقالت إنها المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف القواعد النيوكليوتيدية والأحماض الأمينية في تجربة كهذه دون وجود الماء السائل. [ 23 ]

في أبريل 2013، أفادت وكالة ناسا بإمكانية نشوء مواد كيميائية عضوية معقدة على تيتان استنادًا إلى دراسات تحاكي غلافه الجوي . [ 24 ] وفي يونيو 2013، تم رصد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في الغلاف الجوي العلوي لتيتان. [ 25 ]

اقترح فريق من الباحثين بقيادة مارتن رام في عام 2016 أن البوليمين قد يعمل بسهولة كعنصر بناء في ظروف تيتان. [ 26 ] ينتج غلاف تيتان الجوي كميات كبيرة من سيانيد الهيدروجين، الذي يتبلمر بسهولة إلى أشكال قادرة على امتصاص طاقة الضوء في ظروف سطح تيتان. وحتى الآن، لا يزال مصير سيانيد تيتان مجهولاً؛ فبينما يتواجد بوفرة في طبقات الغلاف الجوي العليا حيث يتكون، فإنه ينضب على السطح، مما يشير إلى وجود نوع من التفاعلات التي تستهلكه. [ 27 ]

في يوليو 2017، أكد علماء كاسيني وجود أنيونات سلاسل الكربون في الغلاف الجوي العلوي لتيتان، والتي يبدو أنها تُسهم في إنتاج مركبات عضوية معقدة كبيرة. [ 28 ] وقد عُرف سابقًا أن هذه الجزيئات شديدة التفاعل تُسهم في بناء مركبات عضوية معقدة في الوسط بين النجوم، مما يُسلط الضوء على خطوة أساسية محتملة لإنتاج مواد عضوية معقدة. [ 29 ]

في يوليو 2017، أفاد العلماء باكتشاف مادة الأكريلونيتريل (C2H3CN ) ، وهي مادة كيميائية يُحتمل أن تكون ضرورية للحياة لارتباطها بتكوين غشاء الخلية وبنية الحويصلات ، على سطح تيتان. [ 30 ]

في أكتوبر 2018، أفاد باحثون بوجود مسارات كيميائية منخفضة الحرارة تحوّل المركبات العضوية البسيطة إلى مركبات هيدروكربونية عطرية متعددة الحلقات (PAH) معقدة. قد تُساعد هذه المسارات الكيميائية في تفسير وجود الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الغلاف الجوي منخفض الحرارة لتيتان، وقد تُمثّل مسارات مهمة، وفقًا لفرضية عالم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، في إنتاج سلائف المواد الكيميائية الحيوية المرتبطة بالحياة كما نعرفها. [ 31 ] [ 32 ]

الفرضيات

الهيدروكربونات كمذيبات

بحيرات هيدروكربونية على تيتان. ( صورة رادارية ملونة زائفة التقطتها مركبة كاسيني عام 2006)

على الرغم من أن جميع الكائنات الحية على الأرض (بما في ذلك الميثانوجينات) تستخدم الماء السائل كمذيب، فمن المحتمل أن تستخدم الحياة على تيتان هيدروكربونًا سائلًا، مثل الميثان أو الإيثان. [ 33 ] الماء مذيب أقوى من الهيدروكربونات؛ [ 34 ] ومع ذلك، فإن الماء أكثر تفاعلًا كيميائيًا، ويمكنه تحليل الجزيئات العضوية الكبيرة من خلال التحلل المائي . [ 33 ] لن يواجه الكائن الحي الذي يستخدم الهيدروكربون كمذيب خطر تدمير جزيئاته الحيوية بهذه الطريقة. [ 33 ]

يبدو أن تيتان يحتوي على بحيرات من الإيثان السائل أو الميثان السائل على سطحه، بالإضافة إلى أنهار وبحار، وهو ما تشير إليه بعض النماذج العلمية كدليل محتمل على وجود حياة غير مائية . [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] وقد تم التكهن بإمكانية وجود حياة في الميثان والإيثان السائلين اللذين يشكلان الأنهار والبحيرات على سطح تيتان، تمامًا كما تعيش الكائنات الحية على الأرض في الماء. [ 35 ] ستستهلك هذه الكائنات الافتراضية الهيدروجين بدلًا من الأكسجين ، وتتفاعل معه مع الأسيتيلين بدلًا من الجلوكوز ، وتنتج الميثان بدلًا من ثاني أكسيد الكربون. [ 35 ] في المقابل، تحصل بعض الكائنات المنتجة للميثان على الأرض على الطاقة من خلال تفاعل الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون، منتجةً الميثان والماء.

في عام 2005، توقع عالما الأحياء الفلكية كريستوفر مكاي وهيذر سميث أنه إذا كانت الحياة المنتجة للميثان تستهلك الهيدروجين الجوي بكميات كافية، فسيكون لذلك تأثير ملحوظ على نسبة الخلط في طبقة التروبوسفير على تيتان. وشملت التأثيرات المتوقعة انخفاض مستوى الأسيتيلين بشكل كبير عن المتوقع، بالإضافة إلى انخفاض تركيز الهيدروجين نفسه. [ 35 ]

في يونيو 2010، نشر داريل ستروبل من جامعة جونز هوبكنز أدلةً تدعم هذه التوقعات ، وذلك بعد تحليله لقياسات تركيز الهيدروجين في الغلاف الجوي العلوي والسفلي. ووجد ستروبل أن تركيز الهيدروجين في الغلاف الجوي العلوي أعلى بكثير من تركيزه قرب السطح، ما يؤدي، وفقًا لفيزياء الانتشار ، إلى تدفق الهيدروجين نحو الأسفل بمعدل يقارب 10 ^25 جزيئًا في الثانية. ويبدو أن الهيدروجين المتدفق نحو الأسفل يختفي قرب السطح. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] كما أظهرت دراسة أخرى نُشرت في الشهر نفسه وجود مستويات منخفضة جدًا من الأسيتيلين على سطح تيتان. [ 34 ]

اتفق كريس مكاي مع ستروبل على أن وجود حياة، كما أشار إليه مكاي في مقالته عام 2005، يُعد تفسيرًا محتملاً للنتائج المتعلقة بالهيدروجين والأسيتيلين، لكنه حذر أيضًا من أن تفسيرات أخرى أكثر ترجيحًا في الوقت الراهن: وهي احتمال أن تكون النتائج ناتجة عن خطأ بشري ، أو عن عملية مناخية، أو عن وجود عامل حفاز معدني ما يُتيح تفاعل الهيدروجين والأسيتيلين كيميائيًا. [ 1 ] [ 37 ] وأشار إلى أن مثل هذا العامل الحفاز، الفعال عند درجة حرارة -178  درجة مئوية (95 كلفن)، غير معروف حاليًا، وسيكون في حد ذاته اكتشافًا مذهلاً، وإن كان أقل إثارة للدهشة من اكتشاف شكل من أشكال الحياة خارج كوكب الأرض. [ 1 ]

أثارت نتائج يونيو 2010 اهتماماً إعلامياً كبيراً، بما في ذلك تقرير في صحيفة التلغراف البريطانية ، والذي تحدث عن أدلة على وجود "كائنات فضائية بدائية". [ 38 ]

أغشية الخلايا

في فبراير 2015، تم تصميم نموذج لغشاء خلوي افتراضي قادر على العمل في الميثان السائل. [ 39 ] ويُعتقد أن الأساس الكيميائي لهذه الأغشية هو الأكريلونيتريل ، الذي تم اكتشافه على تيتان. [ 40 ] ويُطلق عليه اسم " أزوتوسوم " (الجسم النيتروجيني)، وهو مشتق من كلمتي "أزوتو" اليونانية التي تعني النيتروجين، و"سوما" اليونانية التي تعني الجسم. يفتقر هذا الجسم إلى الفوسفور والأكسجين الموجودين في الفوسفوليبيدات على الأرض، ولكنه يحتوي على النيتروجين. وعلى الرغم من اختلاف تركيبه الكيميائي وبيئته الخارجية اختلافًا كبيرًا، إلا أن خصائصه متشابهة بشكل مدهش، بما في ذلك التكوين الذاتي للصفائح، والمرونة، والاستقرار، وغيرها من الخصائص.

وفقًا لمحاكاة حاسوبية أجرتها مجموعة راهم عام 2020، لا يمكن أن تتشكل الأزوتوسومات في ظل ظروف بحيرات تيتان بسبب الحواجز الديناميكية الحرارية. [ 41 ] وفي عام 2025، اقترح عالما الأحياء الفلكية كريستيان ماير وكونور نيكسون آلية جديدة للتغلب على هذه الحواجز، تعتمد على التفاعل بين قطرات الضباب الصغيرة وسطح بحيرات الميثان. [ 42 ] وحتى الآن، يبقى تشكل الأزوتوسومات مجرد تكهنات دون إثبات وجودها مخبريًا.

أكد تحليل بيانات مرصد ألما ، الذي اكتمل في عام 2017، وجود كميات كبيرة من الأكريلونيتريل في غلاف تيتان الجوي. [ 43 ] [ 30 ]

قابلية السكن النسبية

لتقييم احتمالية وجود أي نوع من الحياة على الكواكب والأقمار المختلفة، طوّر ديرك شولز-ماكوش وعلماء آخرون مؤشرًا لصلاحية الكواكب للسكن، يأخذ في الحسبان عوامل تشمل خصائص السطح والغلاف الجوي، وتوافر الطاقة، والمذيبات، والمركبات العضوية. [ 44 ] وباستخدام هذا المؤشر، استنادًا إلى البيانات المتاحة في أواخر عام 2011، يشير النموذج إلى أن تيتان يتمتع بأعلى تصنيف حالي لصلاحية السكن بين جميع الكواكب المعروفة، باستثناء الأرض. [ 44 ]

تيتان كحالة اختبار

على الرغم من أن مهمة كاسيني-هويجنز لم تكن مجهزة لتقديم أدلة على وجود مؤشرات حيوية أو مركبات عضوية معقدة، إلا أنها أظهرت بيئة على تيتان تُشابه، من بعض النواحي، البيئات التي نُظِّر لها للأرض البدائية. [ 45 ] يعتقد العلماء أن غلاف الأرض الجوي في بداياتها كان مشابهًا في تركيبه للغلاف الجوي الحالي على تيتان، باستثناء غياب بخار الماء على تيتان. [ 46 ] وقد ظهرت العديد من الفرضيات التي تحاول الربط بين التطور الكيميائي والتطور البيولوجي.

يُقدَّم تيتان كحالة اختبارية للعلاقة بين التفاعل الكيميائي والحياة، في تقرير صدر عام 2007 حول الظروف المحددة للحياة، أعدته لجنة من العلماء تابعة للمجلس الوطني للبحوث في الولايات المتحدة . وقد رأت اللجنة، برئاسة جون باروس ، أنه "إذا كانت الحياة خاصية جوهرية للتفاعل الكيميائي، فلا بد من وجودها على تيتان. بل إن عدم وجود الحياة على تيتان يستلزم أن نجادل بأن الحياة ليست خاصية جوهرية لتفاعل الجزيئات المحتوية على الكربون في ظل ظروف استقرارها..." [ 47 ]

أشار ديفيد غرينسبون ، أحد العلماء الذين اقترحوا عام 2005 أن الكائنات الحية الافتراضية على تيتان قد تستخدم الهيدروجين والأسيتيلين كمصدر للطاقة، [ 48 ] إلى فرضية غايا في سياق النقاش حول الحياة على تيتان. ويرى أنه كما تطورت بيئة الأرض وكائناتها الحية معًا، فمن المرجح أن يكون الأمر نفسه قد حدث على عوالم أخرى عليها حياة. ويرى غرينسبون أن العوالم "النشطة جيولوجيًا ومناخيًا هي أكثر عرضة لأن تكون نشطة بيولوجيًا أيضًا". [ 49 ]

نظرية التبذر الكوني أو الأصل المستقل

طُرح تفسير بديل لوجود الحياة المفترض على تيتان: إذا وُجدت حياة على تيتان، فمن المحتمل أنها نشأت من الأرض في عملية تُعرف باسم التبذر الكوني . يُفترض أن اصطدامات الكويكبات والمذنبات الكبيرة بسطح الأرض قد تسببت في هروب مئات الملايين من شظايا الصخور المحملة بالميكروبات من جاذبية الأرض. وتشير الحسابات إلى أن عددًا من هذه الشظايا سيصطدم بالعديد من الأجرام في النظام الشمسي، بما في ذلك تيتان. [ 50 ] [ 51 ] من جهة أخرى، جادل جوناثان لونين بأن أي كائنات حية في بحيرات الهيدروكربونات المتجمدة على تيتان يجب أن تكون مختلفة كيميائيًا عن الحياة على الأرض لدرجة تجعل من المستحيل أن يكون أحدهما سلفًا للآخر. [ 9 ] من وجهة نظر لونين، فإن وجود الكائنات الحية في بحيرات تيتان يعني نشأة ثانية ومستقلة للحياة داخل النظام الشمسي، مما يعني أن احتمالية ظهور الحياة على عوالم صالحة للسكن في جميع أنحاء الكون عالية. [ 9 ]

المهام المخططة والمقترحة

ووفقًا لعالم الفلك كريس إمبي من جامعة أريزونا ، فإن مهمة مستكشف تيتان ماري المقترحة ، وهي مركبة هبوط من فئة ديسكفري ستهبط في بحيرة، "ستكون لديها إمكانية اكتشاف الحياة". [ 52 ]

تهدف مهمة المركبة المروحية "دراغون فلاي" المخطط لها إلى الهبوط على أرض صلبة وإعادة التموضع عدة مرات. [ 53 ] ستكون "دراغون فلاي" المهمة الرابعة ضمن برنامج "نيو فرونتيرز" . ستدرس أجهزتها مدى تطور الكيمياء ما قبل الحيوية. [ 54 ] ستحمل "دراغون فلاي" معدات لدراسة التركيب الكيميائي لسطح تيتان، وأخذ عينات من الغلاف الجوي السفلي بحثًا عن مؤشرات حيوية محتملة ، بما في ذلك تركيزات الهيدروجين. [ 54 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ١ ٢ ٣ وكالة ناسا/مختبر الدفع النفاث (٢٠١٠). "هل توجد حياة على تيتان؟ أدلة جديدة حول ما يستهلك الهيدروجين والأسيتيلين على قمر زحل" . ساينس ديلي . مؤرشف من الأصل في ٨ يونيو ٢٠١٠. تم الاطلاع عليه في ٥ ديسمبر ٢٠١٩ .
  2. ↑ إي. ليلوش؛ إس. فيناتييه؛ آر. مورينو؛ إم. ألين؛ إس. غولكيس؛ بي. هارتوغ؛ جيه-إم. كريغ؛ إيه. مايستريني؛ آي. مهدي؛ إيه. كوستينيس (نوفمبر 2010). "استكشاف غلاف تيتان الجوي بأطوال موجية دون المليمتر من مركبة فضائية تدور حوله". علوم الكواكب والفضاء . 58 (13): 1724-1739 . Bibcode : 2010P & SS...58.1724L . doi : 10.1016/j.pss.2010.05.007 .
  3. ↑ برايان ماجي؛ ج. هنتر وايت؛ كاثلين إي. ماندت؛ جوزيف ويستليك؛ جاريد بيل؛ ديفيد أ. جيل (ديسمبر 2009). "تركيب الغلاف الجوي العلوي لتيتان المستمد من مطياف الكتلة الأيوني غير المتجانس: أساليب التحليل ومقارنة النماذج". علوم الكواكب والفضاء . 57 ( 14-15 ): 1895-1916 . Bibcode : 2009P & SS...57.1895M . doi : 10.1016/j.pss.2009.06.016 .
  4. ^ جي كوي؛ آر في يل؛ في.فويتون؛ جيه إتش وايت جونيور؛ وت كاسبرزاك؛ دا جيل؛ إتش بي نيمان . آي سي إف مولر-فودارج؛ ن. بورجرين؛ جي جي فليتشر؛ إل باتريك؛ إي راين؛ با ماجي (أبريل 2009). “تحليل الغلاف الجوي العلوي المحايد لتيتان من قياسات مطياف الكتلة المحايد لكاسيني أيون”. ايكاروس . 200 (2): 581-615 . بيب كود : 2009Icar..200..581C . دوى : 10.1016/j.icarus.2008.12.005 .
  5. ↑ "قمر زحل تيتان: مختبر ما قبل الحياة" . مجلة علم الأحياء الفلكي. 28 أغسطس 2004. مؤرشف من الأصل في 28 أغسطس 2004. تم الاطلاع عليه في 28 أغسطس 2004 .
  6. ↑ ناتاليا أرتيمييفا ؛ جوناثان آي. لونين (2003). "الفوهات على تيتان: ذوبان الاصطدام، والمقذوفات، ومصير المواد العضوية السطحية". إيكاروس . 164 (2): 471-480 . Bibcode : 2003Icar..164..471A . doi : 10.1016/S0019-1035(03)00148-9 .
  7. ↑ ديفيد ب. أوبراين؛ رالف لورنز؛ جوناثان آي. لونين. "حسابات عددية لعمر واحات الاصطدام على تيتان" (ملف PDF) . معهد علوم الكواكب. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 14 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 يوليو 2015 .
  8. ↑ لجنة حدود الحياة العضوية في الأنظمة الكوكبية، لجنة أصول الحياة وتطورها، المجلس الوطني للبحوث؛مؤرشف بتاريخ 27 سبتمبر 2011 على موقع Wayback Machine ؛ مطبعة الأكاديميات الوطنية، 2007؛ صفحة 74
  9. 1 2 3 لونين، جي آي (2009). "تيتان زحل: اختبار صارم لانتشار الحياة الكوني". وقائع الجمعية الفلسفية الأمريكية . 153 (4): 404-419 . arXiv : 0908.0762 . JSTOR 20721510 . 
  10. 1 2 ساجان، كارل (1979). دماغ بروكا - رومانسية العلم . هودر وستوكتون. ISBN 978-0-340-24424-1.الصفحات 185-187.
  11. ↑ "مهمات بايونير" . مشروع بايونير . ناسا، مختبر الدفع النفاث. 26 مارس 2007. مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 19 أغسطس 2007 .
  12. رالف د . لورنز؛ جوناثان آي . لونين؛ كريستوفر ب. مكاي (1997). "تيتان تحت شمس عملاقة حمراء: نوع جديد من الأقمار "الصالحة للسكن"" (ملف PDF) . مركز أبحاث ناسا أميس، مختبر القمر والكواكب، قسم علوم الكواكب، جامعة أريزونا . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 24 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 21 مارس 2008 .
  13. ↑ بوهوريل، أندرو (13 مايو 2009). "تعليق على تيتان أولاً" . تم الاطلاع عليه في 2 سبتمبر 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  14. ↑ أرتيميفيا، ناتاليا؛ لونين، جوناثان آي. (2003). "الفوهات على تيتان: ذوبان الاصطدام، والمقذوفات، ومصير المواد العضوية السطحية". إيكاروس . 164 (2): 471-480 . Bibcode : 2003Icar..164..471A . doi : 10.1016/S0019-1035(03)00148-9 .
  15. 1 2 غراسيه، أ.؛ سوتين، س.؛ ديشامب، ف. (2000). "حول البنية الداخلية وديناميكية تيتان". علوم الكواكب والفضاء . 48 ( 7-8 ): 617-636 . Bibcode : 2000P & SS...48..617G . doi : 10.1016/S0032-0633(00)00039-8 .
  16. ↑ ريتشارد أ. لوفيت ، قمر زحل تيتان قد يحتوي على محيط جوفي ، ناشيونال جيوغرافيك، 20 مارس 2008
  17. 1 2 فورتيس، أ.د. (2000). "الآثار البيولوجية الخارجية لوجود محيط محتمل من الأمونيا والماء داخل تيتان". إيكاروس . 146 (2): 444-452 . Bibcode : 2000Icar..146..444F . doi : 10.1006/icar.2000.6400 .
  18. ↑ جيا-روي كوك؛ دواين براون (28 يونيو 2012). "كاسيني يكتشف محيطًا جوفيًا محتملاً على قمر زحل" . بيان صحفي لوكالة ناسا . مؤرشف من الأصل في 16 سبتمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 6 يوليو 2012 .
  19. 1 2 3 جيا-روي كوك؛ كاثي ويسلبي (3 يونيو 2010). "ما الذي يستهلك الهيدروجين والأسيتيلين على تيتان؟" . بيان صحفي لوكالة ناسا . مؤرشف من الأصل في 25 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2011 .
  20. هادهازي ، آدم ( 30 يوليو 2008). "علماء يؤكدون وجود بحيرة سائلة وشاطئ على قمر تيتان التابع لكوكب زحل" . مجلة ساينتفك أمريكان . مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2011 .
  21. 1 2 3 تشوي، تشارلز كيو. (7 يونيو 2010). "اكتشاف غريب على تيتان يُثير تكهنات حول وجود حياة فضائية" . Space.com . مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2011 .
  22. ↑ راولين ف.؛ أوين ت. (2002). "الكيمياء العضوية وعلم الأحياء الفلكي على تيتان". مراجعات علوم الفضاء . 104 ( 1-2 ): 377-394 . Bibcode : 2002SSRv..104..377R . doi : 10.1023/A:1023636623006 . S2CID 49262430 . 
  23. ↑ فريق التحرير (8 أكتوبر 2010). "قد يحتوي ضباب تيتان على مكونات للحياة" . علم الفلك . مؤرشف من الأصل في 10 أكتوبر 2010. تم الاطلاع عليه في 14 أكتوبر 2010 .
  24. ↑ فريق التحرير (3 أبريل 2013). "فريق ناسا يُجري دراسةً حول الكيمياء المعقدة في تيتان" . Phys.Org . مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2013 .
  25. ^ لوبيز-بويرتاس، مانويل (6 يونيو 2013). "الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الغلاف الجوي العلوي لتيتان" . CSIC . أرشفة من الأصلي في 22 أغسطس 2016 . تم الاسترجاع 6 يونيو 2013 .
  26. ↑ "تعدد الأشكال والبنية الإلكترونية للبوليمين وأهميتها المحتملة للكيمياء ما قبل الحيوية على تيتان" (ملف PDF) . 20 مايو 2016. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 29 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 29 يوليو 2016 .
  27. ↑ فيكتور أغيلار (13 سبتمبر 2016). "قمر زحل، تيتان، قد يكون قادرًا على دعم الحياة" . مؤرشف من الأصل في 20 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 13 سبتمبر 2016 .
  28. ↑ ديساي، آر تي؛ وآخرون (2017). "أنيونات سلسلة الكربون ونمو الجزيئات العضوية المعقدة في الغلاف الأيوني لتيتان" . رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية 844 ( 2): L18. arXiv : 1706.01610 . Bibcode : 2017ApJ...844L..18D . doi : 10.3847/2041-8213/aa7851 . S2CID 32281365 .  
  29. ↑ "هل اكتشف مسبار كاسيني محركًا عالميًا للكيمياء ما قبل الحيوية على تيتان؟" . وكالة الفضاء الأوروبية. 26 يوليو 2017. مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه في 12 أغسطس 2017 .
  30. ١ ٢ بالمر، مورين ي.؛ وآخرون . (٢٨ يوليو ٢٠١٧). "كشف مرصد ألما وإمكاناته في علم الأحياء الفلكي لسيانيد الفينيل على تيتان" . مجلة ساينس أدفانسز . ٣ (٧) e١٧٠٠٠٢٢. رمز Bibcode : ٢٠١٧SciA....٣E٠٠٢٢P . doi : ١٠.١١٢٦/sciadv.١٧٠٠٠٢٢ . PMC ٥٥٣٣٥٣٥. PMID ٢٨٧٨٢٠١٩ .   
  31. ↑ فريق العمل (11 أكتوبر 2018). ""أرض ما قبل الحيوية" - اكتشاف حلقة مفقودة على قمر تيتان التابع لكوكب زحل . DailyGalaxy.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أكتوبر 2018 .
  32. ↑ تشاو، لونغ؛ وآخرون . (8 أكتوبر 2018). "تكوين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في درجات حرارة منخفضة في غلاف تيتان الجوي" ( ملف PDF) . مجلة نيتشر أسترونومي . 2 (12): 973-979 . Bibcode : 2018NatAs...2..973Z . doi : 10.1038/s41550-018-0585-y . OSTI 1603089. S2CID 105480354. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه في 12 أبريل 2020 .   
  33. 1 2 3 لجنة حدود الحياة العضوية في الأنظمة الكوكبية، لجنة أصول الحياة وتطورها، المجلس الوطني للبحوث؛ حدود الحياة العضوية في الأنظمة الكوكبية مؤرشفة في 2011-09-27 في Wayback Machine ؛ مطبعة الأكاديميات الوطنية، 2007؛ الصفحة 74.
  34. 1 2 3 "ما الذي يستهلك الهيدروجين والأسيتيلين على تيتان؟" . ناسا/مختبر الدفع النفاث. 2010. مؤرشف من الأصل في 29 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2010 .
  35. 1 2 3 4 ماكاي، سي بي؛ سميث، إتش دي (2005). "احتمالات وجود حياة منتجة للميثان في الميثان السائل على سطح تيتان" . إيكاروس . 178 (1): 274-276 . Bibcode : 2005Icar..178..274M . doi : 10.1016/j.icarus.2005.05.018 . مؤرشف من الأصل في 9 مارس 2021. تم الاسترجاع في 12 يونيو 2019 .
  36. ↑ داريل ف. ستروبل (2010). "الهيدروجين الجزيئي في غلاف تيتان الجوي: دلالات قياسات الكسور المولية في طبقتي التروبوسفير والثرموسفير" (ملف PDF) . إيكاروس . 208 (2): 878-886 . Bibcode : 2010Icar..208..878S . doi : 10.1016/j.icarus.2010.03.003 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 24 أغسطس 2012.
  37. ↑ هل يمكن أن توجد حياة فضائية في المنطقة الصالحة للسكن في الميثان؟ مؤرشف بتاريخ 21 أبريل 2022 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) بقلم كيث كوبر، مجلة علم الأحياء الفلكي، 16 نوفمبر 2011
  38. ↑ أندرو هوف (5 يونيو 2010). "تايتان: علماء ناسا يكتشفون أدلة على وجود حياة خارج كوكب الأرض على قمر زحل"" . Telegraph.co.uk. مؤرشف من الأصل في 5 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه في 26 أكتوبر 2010 .
  39. ↑ «الحياة «ليست كما نعرفها» ممكنة على قمر تيتان التابع لكوكب زحل» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 مارس 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مارس 2015 .
  40. ↑ خليفي م، نوليت م، بايلوس ب، بروستون ب، راولين ف، بنيلان ي، خانا ر.ك. (1999). "الشدة المطلقة لأطياف الأشعة تحت الحمراء لغاز الأكريلونيتريل". مجلة علم الأطياف الجزيئية . 194 (2): 206-210 . Bibcode : 1999JMoSp.194..206K . doi : 10.1006/jmsp.1998.7795 . PMID 10079158 . 
  41. ↑ «لا يمكن للحياة على تيتان الاعتماد على أغشية الخلايا، وفقًا لمحاكاة حاسوبية» . ساينس ديلي . 3 مارس 2020. مؤرشف من الأصل في 20 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 3 مارس 2020 .
  42. ↑ ماير، كريستيان؛ نيكسون، كونور أ. (2025). " آلية مقترحة لتكوين هياكل شبيهة بالخلايا الأولية على تيتان" . المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي . 24. doi : 10.1017/S1473550425100037 . ISSN 1473-5504 . 
  43. ↑ وول، مايك (28 يوليو 2017). "يحتوي قمر تيتان التابع لكوكب زحل على جزيئات قد تساعد في تكوين أغشية الخلايا" . Space.com . مؤرشف من الأصل في 29 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 29 يوليو 2017 .
  44. 1 2 آلان بويل (22 نوفمبر 2011). "أي العوالم الفضائية هي الأكثر ملاءمة للعيش؟" . msnbc.com. مؤرشف من الأصل في 12 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 27 يناير 2012 .
  45. ↑ راولين، ف. (2005). "الجوانب البيولوجية الفلكية الخارجية لأوروبا وهجوم تيتان: من الملاحظات إلى التكهنات". مراجعات علوم الفضاء . 116 ( 1-2 ): 471-487 . Bibcode : 2005SSRv..116..471R . doi : 10.1007/s11214-005-1967-x . S2CID 121543884 . 
  46. ↑ فريق التحرير (4 أكتوبر 2010). "بحيرات على قمر تيتان التابع لكوكب زحل مليئة بالهيدروكربونات السائلة مثل الإيثان والميثان، وليس الماء" . ساينس ديلي . مؤرشف من الأصل في 20 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 5 أكتوبر 2010 .
  47. ↑ لجنة حدود الحياة العضوية في الأنظمة الكوكبية، لجنة أصول الحياة وتطورها، المجلس الوطني للبحوث؛أُرشف بتاريخ 27 سبتمبر 2011 على موقع Wayback Machine ؛ مطبعة الأكاديميات الوطنية، 2007؛ الصفحات 74-75
  48. ↑ شولز-ماكوش، د.؛ د. هـ. غرينسبون (2005). "هل هناك تعزيز بيولوجي لدورة الطاقة والكربون على تيتان؟". علم الأحياء الفلكي . 5 (4): 560-564 . arXiv : physics/0501068 . Bibcode : 2005AsBio...5..560S . doi : 10.1089/ast.2005.5.560 . PMID 16078872. S2CID 7923827 .  
  49. ↑ ليزلي مولين (22 سبتمبر 2005). "فرضية العوالم الحية" . مجلة علم الأحياء الفلكي . مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2011. تم الاطلاع عليه في 29 أكتوبر 2010 .
  50. ↑ "الأرض قد تُنبت الحياة على تيتان" . بي بي سي نيوز . ١٨ مارس ٢٠٠٦. مؤرشف من الأصل في ٣٠ يوليو ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ١٠ مارس ٢٠٠٧ .
  51. ↑ جلادمان، بريت؛ دونز، لوك؛ ليفينسون، هارولد ف.؛ بيرنز، جوزيف أ. (2005). "بذور الاصطدام وإعادة البذور في النظام الشمسي الداخلي". علم الأحياء الفلكي . 5 (4): 483-496 . Bibcode : 2005AsBio...5..483G . doi : 10.1089/ast.2005.5.483 . PMID 16078867 . 
  52. ↑ إيمبي، كريس (31 يناير 2011). "31 يناير: الحياة على تيتان" . 365 يومًا من علم الفلك . مؤرشف من الأصل في 25 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 23 يونيو 2011 .
  53. ↑ براون، ديفيد و. (27 يونيو 2019). "ناسا تعلن عن مهمة جديدة لطائرة دراغون فلاي بدون طيار لاستكشاف تيتان" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 23 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2019 .
  54. 1 2 دراغون فلاي: مفهوم مركبة هبوط دوارة للاستكشاف العلمي على تيتان. مؤرشف بتاريخ 22 ديسمبر 2017 في أرشيف الإنترنت (ملف PDF). رالف د. لورنز، إليزابيث ب. تيرتل، جيسون و. بارنز، ميليسا ج. ترينر، دوغلاس س. آدامز، كينيث إي. هيبارد، كولين ز. شيلدون، كريس زاكني، باتريك ن. بيبلوفسكي، ديفيد ج. لورانس، مايكل أ. رافين، تيموثي ج. ماكجي، كريستين س. سوتزن، شانون م. ماكنزي، جاك و. لانجيلاان، سفين شميتز، لاري س. وولفارث، وبيتر د. بيديني. ملخص جونز هوبكنز التقني لمختبر الفيزياء التطبيقية، مسودة ما قبل النشر (2017).