تم العثور أخيرًا على عنصر أساسي للحياة على الأرض على مذنب

المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko (هذه)

هل قدمت المذنبات العناصر الأساسية للحياة على الأرض؟ يبدو أكثر فأكثر وكأنهم يمكن أن يكون لديهم. قد يكون لمذنب واحد على الأقل ، على أي حال: 67P / Churyumov-Gerasimenko.

دراسة جديدة باستخدام بيانات من وكالة الفضاء الأوروبية رشيد تظهر المهمة أن المذنب يحتوي على عنصر الفوسفور الحيوي.

قاد هذا البحث باحثون من جامعة توركو في فنلندا. المؤلف الرئيسي للدراسة هو Esko Gardner ، عالم فيزياء فلكية ومهندس برمجيات.

عنوان العمل هو الكشف عن الفوسفور الصلب والفلور في الغبار من غيبوبة المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko ، 'ويتم نشره في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية .

تُعرف العناصر الأولية للحياة باسم CHNOPS ، والتي تعني الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والكبريت. تشكل مجموعات هذه العناصر الكيميائية الستة الغالبية العظمى من الجزيئات البيولوجية على الأرض. يشكلان معًا ما يقرب من 98 بالمائة من المادة الحية على الأرض.

كان العلماء قد عثروا سابقًا على الخمسة الآخرين في المذنبات ، لذا قد يكون العثور على الفوسفور هو الجزء الأخير من هذا اللغز.

وجد فريق الباحثين الفوسفور والفلور في الغيبوبة الداخلية للمذنب 67P / تشوريوموف-جيراسيمنكو . كانت موجودة في جزيئات صلبة تم جمعها على بعد بضعة كيلومترات فقط من المذنب بواسطة Rosetta محلل كتلة أيون ثانوي COmetary (COSIMA).

تم جمع الجسيمات على اللوحات المستهدفة بالجهاز ، والتي تم تصويرها بعد ذلك عن بُعد. تم اختيار الجسيمات الفردية في الصور ثم قياسها باستخدام مطياف الكتلة.

تم كل هذا من الأرض قبل أن تنهي Rosetta مهمتها بتحطم محكوم في المذنب 67P في نهاية سبتمبر 2016.

منظر المذنب 67P / Churyumov-Gersimenko. (وكالة الفضاء الأوروبية / روزيتا)

تم العثور على الفوسفور في المذنبات من قبل. في 1987 باب ص ، أعلن الباحثون عن اكتشاف الفوسفور في الغبار من مذنب هالي. ولكن من المحتمل أن يكون الفوسفور الذري موجودًا في معدن غير مؤكد وغير متوفر كيميائيًا.

ثم في عام 2006 ، أعادت مركبة الفضاء Stardust التابعة لناسا عينات من المذنب 81P / وايلد . وجد الباحثون جسيمًا واحدًا يحتوي على الفوسفور المرتبط بالكالسيوم.

خلص العلماء إلى أن الفوسفور كان على الأرجح موجودًا في الأباتيت الجسيم. من المحتمل أيضًا أنه غير متوفر.

هذا الاكتشاف الجديد مختلف: هذه المرة وجد الباحثون أيونات الفوسفور في الجسيمات الصلبة في المعادن أو الفوسفور المعدني.

قال رئيس المشروع هاري ليتو من قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة توركو: `` لقد أظهرنا أن معادن الأباتيت ليست مصدرًا للفوسفور ، مما يعني أن الفوسفور المكتشف يحدث بشكل أكثر اختزالًا وربما أكثر قابلية للذوبان ''. .

ال خبر صحفى المصاحبة للبحث تنص على أن '[ر] هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على عناصر CHNOPS الضرورية للحياة في مادة مذنبة صلبة.'

الاكتشاف الجديد مهم لفهم كيفية نشوء الحياة على الأرض. الفوسفور ضروري للحياة على الأرض ، ولكن إذا كان محتجزًا في معدن الأباتيت ، فإنه بعيد المنال إلى حد كبير. إذا كان في شكله الغازي ، فهو أيضًا غير مناسب.

لكن الفوسفور المكتشف حديثًا متاح أكثر. كما كتب المؤلفون في ورقتهم ، 'في عملية تكوين الحياة ، كانت هناك حاجة لمركبات الفوسفور التفاعلية القابلة للذوبان في الماء لتحويل سلائف النوكليوتيدات عن طريق الفسفرة إلى نيوكليوتيدات نشطة.'

الفوسفور هو أحد القطع المفقودة في أحجية الحياة على الأرض. كان هناك نقص في الجزيئات التي تحتوي على الفوسفور القابل للذوبان في وقت مبكر من الأرض. أظهرت التجارب أن الفوسفور القابل للذوبان يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في أصل الجزيئات البيولوجية.

كتب المؤلفون: 'لقد ثبت تجريبياً أن P و HCN و H2S القابل للذوبان يمكن أن يكون بمثابة مخزون تغذية مناسب لتخليق البريبايوتيك للنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية والعمود الفقري للفوسفوجليسيرين'.

انفجار قصير العمر من المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko. (وكالة الفضاء الأوروبية / روزيتا)

لكن الطريقة الأكثر فعالية لإنتاج تلك الجزيئات البيولوجية تنطوي على أشكال منخفضة للغاية من الفوسفور. تحدث هذه الأشكال من الفوسفور في الغالب في المواد النيزكية ، أو ربما في عنصر الفوسفور.

حتى الآن ، كانت النيازك ، أو ربما العمليات الجيوكيميائية ، معروفة بأنها مسؤولة عن المواد الفوسفورية البريبايوتيكية الضرورية للحياة.

لكن هذه الدراسة تُظهر أنه ، إلى جانب CHNO و S ، من المعروف الآن أن P موجود في المذنبات ، ويمكن أن تكون هذه المذنبات قد نقلت P إلى الأرض المبكرة.

ولكن لا تزال هناك مشكلة في فكرة توصيل المذنب. إذا كان التأثير نشطًا جدًا ، فيمكن تدمير المواد أو تغييرها. يعتقد الفريق الذي يقف وراء هذا البحث الجديد أنه قد يكون لديهم إجابة على ذلك.

'من المتصور أن التأثيرات المبكرة للمذنبات على سطح الكوكب كانت أقل نشاطًا ، مقارنةً بتأثيرات النيازك الصخرية الثقيلة ، وبالتالي الحفاظ على جزيئات البريبايوتك في حالة سليمة أكثر.'

لا يزال الباحثون حذرين بشكل مناسب بشأن نتائجهم. تظهر النتائج أن عناصر الحياة يمكن أن تأتي من المذنبات ، لكن هذه المركبات يجب أن تكون قابلة للذوبان ومتاحة. لا يمكن حبسهم في المعادن.

إن قابلية ذوبان الفسفور المذنَّب المكتشف من 67P / C-G غير واضح ، لكن يمكننا أن نستنتج أنه لا يمكن أن يكون الأباتيت ، وهو مصدر معدني شائع للفوسفور في النيازك. بالإضافة إلى ذلك ، من غير المحتمل وجود معادن الفوسفات الأخرى ، لأننا لم نتمكن من العثور على مساهمة مذنبة واضحة لـ PO2؟ و PO3 ؟.

إذا ما هو التالي؟

يعتقد المؤلفون أن مهمة عودة عينة المذنب ضرورية لتعزيز فكرة توصيل المذنب CHNOPS.

يعطي وجود جميع عناصر CHNOPS فرضية قوية لمهمة مستقبلية لعودة عينة مذنب إلى مذنب. هذا يمكن أن يؤكد وجود جميع المركبات ومصادرها المعدنية المحتملة وقابلية المادة للذوبان. سيسمح هذا أيضًا بإجراء تحليل شامل للكميات النسبية لعناصر CHNOPS هذه.

التقطت مهمة Stardust التابعة لناسا مواد غبار المذنب وأعادتها من غيبوبة Comet 81P / Wild 2. وتعلم العلماء الكثير من تلك العينات. لكن هذه العينات ، على الرغم من أهميتها ، عانت من بعض القيود.

في التقرير ' مفهوم مهمة موعد عودة المذنب للغيبوبة (CCRSR) - الخطوة التالية بعد ستاردست أشار المؤلفون إلى أن 'هذه العينات لها قيود مهمة ، على الرغم من ذلك ، لأنها جمعت بأعداد متواضعة في سرعات فائقة قاسية وتمثل عينة عشوائية لمرة واحدة من الغيبوبة (' انتزاع ' عينة).'

كيف يمكن تحسين ذلك؟ في نفس التقرير ، وصف المؤلفون كيف ستبدو مهمة عودة عينة مذنب محسّنة.

تستخدم هذه المهمة مركبة فضائية مصممة للالتقاء بمذنب ، وإجراء ملاحظات موسعة داخل غيبوبة المذنبات (ولكن ليس الهبوط على المذنب) ، وجمع عينات غيبوبة متعددة تمثل مواقع مصادر مختلفة برفق ، وإعادتها إلى الأرض للدراسة.

الفوائد؟ 'أولاً ، سيتم التقاط العينات بسرعات أقل بكثير ، مما يلغي تدمير العينة وتعديلها أثناء الجمع ، مما يؤدي إلى عودة المزيد من المواد الأصلية ، وخاصة المواد العضوية والمعادن الهشة.'

ستجمع هذه المهمة المحسّنة أيضًا عينات من الغيبوبة ومن نفاثات المواد المتطايرة المنبعثة من الغازات. سيجمع أيضًا الكثير من المواد ، مما يجعل العينة أكثر صلة من الناحية الإحصائية.

في الوقت الحالي ، هذه المهمة المحدثة هي مجرد مفهوم. ولا يوجد نقص في مفاهيم المهمة الجديرة بالاهتمام. إنها مجرد مسألة اختيار الأكثر قيمة.

ناسا؟ ESA؟ هل تسمع؟

تم نشر هذه المقالة في الأصل من قبل الكون اليوم . اقرأ النص الأصلي مقالة - سلعة .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.