رؤية جديدة لعوالم المحيطات خارج المجموعة الشمسية

تقدم بعثتا ناسا المخضرمتان تفاصيل جديدة عن الأقمار الجليدية الحاوية للمحيطات في كوكبي المشتري وزحل مما يزيد الاهتمام العلمي بهذه الأقمار و"عوالم المحيطات" الأخرى في نظامنا الشمسي ومابعده. عُرضت النتائج في بحث نشره باحثون مختصون ببعثة المركبة الفضائية كاسيني الخاصة بناسا إلى زحل وكذلك تليسكوب هابل الفضائي.

يعلن علماء كاسيني في هذه الأبحاث أن شكلًا من أشكال الطاقة الكيميائية التي يمكن أن تتغذى عليها الحياة يظهر على القمر إنسيلادوس Enceladus التابع لكوكب زحل بينما يقدم علماء تلسكوب هابل الفضائي أدلة إضافية على وجود أعمدة ثائرة تنفجر من القمر يوروبا Europa التابع لكوكب المشتري.

قال تومس زوربوشن Thomas Zurbuchen، المدير المساعد لمديرية بعثة العلوم في ناسا في مقرها الرئيسي واشنطن: "هذا هو أقرب ما وصلنا إليه حتى الآن لتحديد مكان بعض المكونات اللازمة لبيئة صالحة للسكن. تظهر هذه النتائج المترابطة طبيعة بعثات ناسا العلمية التي تقربنا من الإجابة على ما إذا كنا بالفعل وحدنا أم لا".

يشير البحث الذي أعده باحثون من بعثة كاسيني -ونُشر في مجلة Science- إلى أن غاز الهيدروجين الذي يحتمل أن يوفر مصدرًا للطاقة الكيميائية للحياة يصب في المحيط تحت سطح الأرض في إنسيلادوس وذلك بسبب النشاط الحراري المائي في قاع البحر.

بهذا الاكتشاف، أظهرت المركبة الفضائية كاسيني أن إنسيلادوس –وهو قمر صغير جليدي يبعد مليارات الأميال عن الشمس- لديه تقريبًا كل هذه المكونات من أجل استدامة حياة.

لم تُظهر كاسيني حتى الآن وجود الفوسفور والكبريت في المحيط، ولكن العلماء يتوقعون وجودهما لأن النواة الصخرية لإنسيلادوس يُعتقد أنها تشبه كيميائياً النيازك التي تحتوي على العنصرين.

قالت ليندا سبيكر Linda Spilker، عالمة مشروع كاسيني في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في باسادينا بولاية كاليفورنيا: "إن التأكيد على أن الطاقة الكيميائية للحياة موجودة في محيط قمر صغير من زحل هو حجر أساس هام في بحثنا عن عوالم صالحة للسكن خارج الأرض".

اكتشفت المركبة الفضائية كاسيني الهيدروجين في عمود الغاز والمواد الجليدية التي تُرش من إنسيلادوس خلال آخر وأعمق انغماس حدث يوم 28 من تشرين الأول/أكتوبر 2015. كما أخذت كاسيني عينات من تكوين العمود أثناء الطيران في وقت سابق من البعثة. من هذه الملاحظات، وجد العلماء أن مايقرب من 98 في المئة من الغاز في العمود هو الماء، ونحو 1 في المئة هو الهيدروجين والباقي هو مزيج من جزيئات أخرى بما في ذلك ثاني أوكسيد الكربون والميثان والأمونيا.

تم إجراء القياس باستخدام جهاز محايد الطيف الكتلي والأيوني (Ion and Neutral Mass Spectrometer) المعروف اختصارًا (INMS) التابع لكاسيني والذي يقوم بعملية بتشمم الغازات لتحديد مكوناتها. وقد صمم (INMS) لأخذ عينة من الغلاف الجوي لتيتان Titan أحد أقمار زحل. لكن حول العلماء كاشفاته نحو إنسيلادوس بعد اكتشاف كاسيني المفاجئ لطبقة شاهقة من الرذاذ الجليدي في عام 2005 نابعة من الشقوق الساخنة بالقرب من القطب الجنوبي للقمر الصغير.

لم تكن كاسيني مصممة للكشف عن علامات الحياة في عمود إنسيلادوس. في الواقع، كان العلماء لا يعلمون أن هناك عمود حتى بعد وصول المركبة الفضائية إلى زحل، فقد قال هنتر وايت Hunter Waite، المؤلف الرئيس لدراسات كاسيني: "على الرغم من أننا لا نستطيع الكشف عن الحياة، فقد وجدنا أن هناك مصدرًا غذائيًا هناك، سيكون مثل متجر الحلوى للميكروبات".

النتائج الجديدة هي دليل مستقل على أن النشاط الهيدروحراري (hydrothermal) يجري في المحيط المائي لإنسيلادوس. اقترحت النتائج السابقة التي نُشرت في آذار/مارس من سنة 2015 أن الماء الساخن يتفاعل مع الصخور تحت البحر، لهذا فإن النتائج الجديدة تدعم هذا الاستنتاج وتضيف إليه أن الصخرة على مايبدو تتفاعل كيميائيًا لإنتاج الهيدروجين.

يواصل سباركس وفريقه استخدام هابل لمراقبة يوروبا للحصول على أمثلة إضافية لمرشحين يُحتمل أن يكونوا أعمدة والأمل في تحديد وتيرة ظهورهم على سطح القمر.

ستتمكن وكالة ناسا من استكشاف عوالم المحيطات في المستقبل من خلال مراقبة هابل لنشاط الأعمدة المفترضة على القمر يوروبا وكذلك من خلال التحقيق الذي تجريه كاسيني على المدى الطويل في عمود قمر إنسيلادوس. على وجه الخصوص، فإن كلا التحقيقين يرسيان الأساس لمهمة ناسا الجديدة المسماة "يوروبا كليبر" Europa Clipper التي من المقرر إطلاقها في 2020.

قال جيم جرين Jim Green، مدير علوم الكواكب في مقر وكالة ناسا: "إذا كانت هناك أعمدة على يوروبا، ونحن الآن نشك بقوة بهذا، سنكون مع يوروبا كليبر على استعداد تام لها".

إن تحديد هابل للموقع الذي يبدو أن فيه نشاطًا ثابتًا ومتقطعًا من الأعمدة يوفر هدفًا مغريًا لبعثة يوروبا كليبر من أجل التحقق من تلك الأنشطة باستخدام مجموعة قوية من الأجهزة العلمية. بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض مؤلفي سباركس المشاركين في دراسات هابل لقمر يوروبا يصنعون كاميرا تستخدم الأشعة فوق البنفسجية في تصويرها ليرحلوها على متن يوروبا كليبر، من شأن هذه الكاميرا أن تحصل على لقطات مماثلة للقطات هابل لكن من مسافة أقرب بآلاف المرات.