کشف نشانه‌های حیات در قرص پیش‌سیاره‌ای

کرمان رصد - ایسنا / دانشمندان ممکن است برای اولین بار اجزای سازنده حیات را در قرص(دیسک) سیاره‌ساز کشف کرده باشند.
اخترشناسان کشفی را اعلام کرده‌اند که می‌تواند نحوه تفکر ما درباره منشأ حیات را تغییر دهد. آنها برای اولین بار، به طور آزمایشی مولکول‌های آلی پیچیده‌ای را که اجزای سازنده ضروری برای حیات محسوب می‌شوند، در یک «قرص پیش‌سیاره‌ای»(protoplanetary disk)، یعنی ابر چرخان گاز و غباری که سیارات در آن متولد می‌شوند، شناسایی کرده‌اند.
بازار
به نقل از اس‌اف، «قرص پیش‌سیاره‌ای» توده‌هایی از گرد و غبار و گاز هستند که اغلب حول ستارگان جوان می‌چرخند. این اجزا شامل مولکول‌های «اتیلن گلیکول»(ethylene glycol) و «گلیکولونیتریل»(glycolonitrile) است که پیش‌سازهای شیمیایی نوکلئیک اسیدها هستند، همچنین اجزای اصلی تشکیل‌دهنده دی‌ان‌ای و آران‌ای محسوب می‌شوند. یافتن آنها در منظومه ستاره‌ای «V883 Orionis» نشان می‌دهد که سیارات ممکن است برخی از مواد خام حیات را مستقیماً از گهواره کیهانی خود به ارث ببرند، نه اینکه بعداً از طریق برخورد سیارک‌ها یا مکانیسم‌های دیگر آنها را به دست آورده باشند.
تیم مطالعاتی گفتند: این موضوع نشان می‌دهد که انباشت مولکول‌های پیش‌زیستی، پس از مرحله هسته داغ به دوران تشکیل سیارات ادامه می‌یابد. سیارات نوپا در چنین محیط‌هایی ممکن است اجزای سازنده ضروری برای حیات را به ارث ببرند و پتانسیل زیست‌پذیری خود را افزایش دهند.
شناسایی بلوک‌های سازنده حیات در فضا
دانشمندان تاکنون این مولکول‌های پیچیده مرتبط با حیات را در دو مکان اصلی یافته‌اند. این اماکن شامل مناطق متراکم و داغ فضا موسوم به «ابرهای مولکولی«(molecular clouds) و دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌های منظومه شمسی است. قسمت معمایی این مسئله این بود که آیا این مولکول‌ها می‌توانند فرآیند پرآشوب تشکیل سیارات را تحمل کنند و زمانی که سیارات شکل می‌گیرند، همچنان وجود داشته باشند یا خیر.
بیشتر قرص‌های سیاره‌ساز، محیط‌های کیهانی بسیار سردی هستند که تشخیص مولکول‌های پیچیده را تقریباً غیرممکن می‌کنند، زیرا آنها روی دانه‌های غبار یخ می‌زنند، اما «V883 Orionis» فرصت نادری را فراهم کرد. این ستاره جوان به دسته‌ای خاص از اجرام تعلق دارد که دچار فوران‌های شدیدی می‌شوند و ناگهان بسیار روشن‌تر و داغ‌تر می‌شوند. این فوران، دیسک اطراف را گرم کرد و باعث تبخیر مولکول‌های یخ‌زده به شکل گازی شد که توسط تلسکوپ‌های قدرتمند قابل مشاهده بودند.
دانشمندان با استفاده از تلسکوپ «آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما»(ALMA) در شیلی که مجموعه‌ای از 66 بشقاب رادیویی است که به عنوان یک تلسکوپ غول‌پیکر با هم کار می‌کنند، این منظومه را در بازه زمانی اواخر سال 2021 تا اواخر سال 2022 چندین بار رصد کردند.
«اتیلن گلیکول» یک الکل قندی و «گلیکولونیتریل» یک ترکیب حاوی نیتروژن است. این مولکول‌ها گام‌های قابل توجهی به سوی پیچیدگی زیستی محسوب می‌شوند. «اتیلن گلیکول» ارتباط نزدیکی با «گلیکول‌آلدئید»(glycolaldehyde) که یک مولکول قندی است، دارد، در حالی که «گلیکولونیتریل» می‌تواند منجر به تشکیل «گلایسین»(glycine) که ساده‌ترین اسید آمینه است، شود و در تشکیل «آدنین»(adenine) که یکی از چهار سازنده اصلی دی‌ان‌ای است، نقش کلیدی دارد.
اثرات مولکولی در کیهان
این تیم بین‌المللی به سرپرستی «ابوبکر فادول»(Abubakar Fadul) از «مؤسسه اخترشناسی ماکس پلانک»(Max Planck)، به طور آزمایشی 21 ویژگی طیفی متمایز از این مولکول‌ها را شناسایی کرد. این طیف‌ها شامل 15 مورد از «اتیلن گلیکول» و 6 مورد از «گلیکولونیتریل» است. هر سیگنال نشان‌دهنده راه‌های مختلفی است که مولکول‌ها می‌توانند ارتعاش و چرخش داشته باشند و اثرات منحصر به فردی در طیف رادیویی ایجاد کنند.
مشاهدات نشان داد که «اتیلن گلیکول» در دماهای حداقل 27 درجه سانتی‌گراد وجود دارد، در حالی که «گلیکولونیتریل» در دمای منفی 34 درجه سانتی‌گراد یافت شد که هنوز هم از نظر استانداردهای کیهانی، گرم محسوب می‌شود. هر دو مولکول در غلظت‌های قابل توجهی وجود داشتند. هنگامی که دانشمندان فراوانی این مولکول‌ها را با متانول که یکی از ساده‌ترین ترکیبات آلی است و اغلب به عنوان نقطه مرجع استفاده می‌شود، مقایسه کردند، دریافتند که «V883 Orionis» از نظر پیچیدگی شیمیایی بین «مهدهای ستاره‌ای»(stellar nurseries) و دنباله‌دارها قرار می‌گیرد. این موضوع نشان می‌دهد که پیچیدگی مولکولی ممکن است در طول تشکیل سیارات انباشته شود، نه اینکه توسط آن از بین برود.
مفهوم این کشف برای یافتن حیات در کیهان
این کشف می‌تواند درک دانشمندان را از اینکه پیش‌سازهای شیمیایی حیات چقدر می‌توانند گسترده باشند، تغییر دهد. اگر قرص‌های سیاره‌ساز به طور معمول مولکول‌های آلی پیچیده را توسعه دهند، آنگاه بسیاری از سیارات ممکن است در ابتدای وجود خود حاوی مواد مولکولی لازم برای ظهور حیات باشند. پیش از این، به طور گسترده فرض می‌شد که ظهور حیات نیازمند یک توالی نادر از رویدادهای مطلوب مانند سیاره مناسب در مکان مناسب و به دنبال آن تحویل خوش‌شانس ترکیبات آلی از طریق سنگ‌های فضایی است. این مطالعه نشان می‌دهد که برخی از سامانه‌های سیاره‌ای ممکن است با این ترکیبات از پیش موجود، شروع به کار کنند.
این تیم تأکید کرد: این‌ شناسایی‌ها آزمایشی هستند که هنوز نیاز به تأیید از طریق مشاهدات با وضوح بالاتر دارند. تداخل سیگنال‌های مولکول‌های مختلف در سطوح تفکیک‌پذیری فعلی، اطمینان کامل از یافته‌ها را دشوار می‌کند. با این حال، مفاهیم این کشف فراتر از یک منظومه ستاره‌ای واحد گسترش می‌یابد. اخترشناسان اکنون سالانه هزاران سیاره جدید را در اطراف ستارگان دوردست کشف می‌کنند. اگر ستاره «V883 Orionis» شرایط رایج در طول تشکیل سیارات را نشان دهد، آنگاه بسیاری از این سیارات ممکن است با ابزارهای مولکولی لازم برای تکامل نهایی حیات آغاز شده باشند.
دانشمندان به جای دیدن حیات به عنوان یک تصادف نادر کیهانی، ممکن است مجبور شوند آن را به عنوان یک نتیجه احتمالی از محیط شیمیایی که سیارات در آن متولد می‌شوند، در نظر بگیرند.
این مطالعه در مجله The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.