زندگی در آیو؟

یک اختر زیست‌شناس می‌گوید این امر امکان‌پذیر است!!

آیا ممکن است حیات میکروبی در آیو وجود داشته باشد؟ قمر آتشفشانی متخاصم مشتری خانه‌ای بعید به نظر می‌رسد، اما درک شولز ماکوچ، اختر زیست‌شناس، می‌گوید که این امر غیرممکن نیست.

فضاپیمای گالیله این آتشفشان را در 28 ژوئن 1997 روی آیو مشاهده مرد. تصویر از NASA/JPL/DLR.

وقتی نوبت به جستجوی حیات فرازمینی در منظومه شمسی می‌رسد، قمر مشتری آیو دقیقاً در صدر فهرست قرار نمی‌گیرد. آیو، فعال‌ترین مکان از نظر آتشفشانی در منظومه شمسی، اساساً یک دنیای جهنمی است. صدها آتشفشان گوگردی به طور منظم در حال فوران هستند و کل قمر را در گدازه‌های داغ و ذخایر گوگرد می‌پوشانند. با این حال، برخی از دانشمندان در مورد امکان حیات در این جهان متخاصم تجدید نظر می‌کنند. اگر زمانی هم وجود داشته باشد، به احتمال زیاد زیرزمینی خواهد بود. اخترزیست شناس، دیرک شولز ماکوچ، اخیراً در 13 ژانویه 2023 در مورد دیدگاه خود در مورد این ایده جذاب در Big Think نوشت.

یک دنیای آتشفشانی غیر مهمان‌نواز

زندگی همانطور که می‌دانیم به گرما، آب و مواد مغذی شیمیایی نیاز دارد. آیو حداقل یکی از آنها یعنی گرما، آتشفشانها و ماگمای زیرسطحی و براساس مطالعه اخیر، شاید حتی یک اقیانوس ماگمای جهانی را نیز دارد. اما به نظر می‌رسد آب و مواد مغذی به شدت کمبود دارند.

قمر از جریان‌های گدازه و رسوبات دی اکسید گوگرد ناشی از فوران‌‌های مداوم پوشیده شده است. همچنین جو بسیار کمی دارد و میانگین دمای سطح آن 202- درجه فارنهایت (-130 سانتیگراد) است، در حالی که این دما در نقاط آتشفشانی می‌توانند به 2900 درجه فارنهایت (1600 درجه سانتیگراد) برسند. دانشمندان می‌گویند که آیو ممکن است زمانی آب بیشتری داشته است، شاید حتی شبیه به قمرهای اقیانوسی اروپا و گانیمد باشد. اما سپس تمام یا بیشتر آن را طی بیلیونها سال از دست داد.

سطح قمر به طور مداوم در حال بازسازی است، به این معنی که ما هیچ دهانه برخوردی جدیدی نمی‌بینیم. در اوایل پیدایش، آیو ممکن است به اندازه اروپا یا گانیمید آب داشته باشد، زیرا در منطقه‌ای از منظومه شمسی شکل گرفته است که یخ آب فراوان بود. در آن روزهای اولیه، ترکیب آب مایع و گرمای زمین گرمایی می‌توانست منجر به توسعه حیات شود. با این حال، به دلیل تابش بیرحمانه مشتری و گرمایش جزر و مدی، آیو متعاقباً اگر نه تمام آب خود را از دست داد و سطحش غیرقابل سکونت شد.

دقیقاً دلپذیرترین مکان برای زندگی نیست (حداقل همانطور که ما اینجا روی زمین می‌شناسیم).

زندگی روی آیو: شاید غیرممکن نباشد؟

این شرایط خصمانه همان چیزی است که ما در سطح می‌بینیم. اما، در مورد زیر سطح چطور؟ اروپا و گانیمید نیز متروک و خشن برای زندگی در سطوح خود هستند، اما در زیر پوسته‌های یخی آنها اقیانوس‌های جهانی و شور قرار دارد. پس آیو چطور؟

همانطور که شولز ماکوچ اشاره کرد، ممکن است هنوز آب و کربن (حداقل به صورت دی‌اکسیدکربن) در زیر زمین وجود داشته باشد. با این حال، آتشفشانهای آیو دی‌اکسید گوگرد ساطع می‌کنند، بنابراین گاز احتمالاً غالبتر است.

اما آیا میکروب‌ها اگر تا به حال وجود داشته باشند، می‌توانند در زیر سطح آیو زنده بمانند، در زمین، فعالیتهای زمین‌گرمایی، مانند آتشفشان‌ها، منابع انرژی را برای حیات میکروبی فراهم می‌کند. حداقل از نظر تئوری همین اتفاق می‌تواند روی آیو هم بیفتد. در آیو، ترکیبات گوگرد ، مانند سولفید هیدروژن کاهش یافته، می‌تواند بخشی از انرژی مورد نیاز برای زیست‌شناسی را تامین کند. محیط زیرزمینی می‌تواند از هر موجودی در برابر تشعشعات قدرتمند مشتری محافظت کند که به آیو برخورد می‌کند. اما همچنین باید به اندازه کافی گرم باشد و حداقل مقداری رطوبت داشته باشد.

اگر آب کافی وجود نداشته باشد، سولفید هیدروژن ممکن است به عنوان یک جایگزین عمل کند. مانند آب، می‌تواند ترکیبات آلی را حل کند. دانشمندان می گویند که در شرایط احتمالی زیر سطح آیو نیز می تواند مایع باقی بماند.

همه اینها در این مرحله هنوز یک حدس و گمان است، اما به ظاهر غیرممکن نیست. هر حیاتی در زیر سطح آیو احتمالاً با هر چیزی روی زمین متفاوت خواهد بود. برای زنده ماندن از شرایط منحصر به فرد – و در کل هنوز کاملاً خصمانه – که در آنجا وجود دارد، تکامل یافته است.

شولز ماکوچ قبلاً در کنفرانسی در سال 2004 پیشنهاد کرده بود که میکروب‌ها در آیو ممکن است خانه‌ای در تونلهای گدازه پیدا کنند. او همچنین مقاله ای را در سال 2009 در مجله کیهان شناسی منتشر کرد که جزئیات این ایده را شرح می دهد. شولز ماکوچ گفت:

در کنفرانسی در سال 2004 در ایسلند و به دنبال آن مقاله ای شش سال بعد، پیشنهاد کردم که تونلهای گدازه می‌توانند این وظیفه را بر عهده بگیرند. با توجه به تمام فعالیتهای آتشفشانی، آنها باید در آیو مشترک باشند. رشد میکروبی در لوله‌های گدازه‌ای روی زمین، صرف نظر از موقعیت و آب و هوا، رایج است (چه برهم‌کنش‌های آتشفشان یخی در ایسلند یا لوله‌های گدازه‌ای داغ و کف ماسه در عربستان سعودی). تونلهای گدازه محتمل‌ترین محیط غار برای حیات در مریخ هستند و غارها به طور کلی یک مدل عالی برای اکوسیستم‌های زیرسطحی بالقوه هستند.

همانطور که این روزنامه همچنین خاطرنشان می‌کند:

تونلهای گدازه در آیو ممکن است یک زیستگاه ایده‌آل برای هر گونه حیات میکروبی باقی مانده باشند، زیرا آنها (1) محافظت در برابر تشعشع، (2) عایق برای حفظ درجه حرارت به اندازه کافی بالا و ثابت، (3) رطوبت را به دام می‌اندازند و (4) مواد مغذی را فراهم می‌کنند. سولفید و H2S که می‌توانند به دی‌اکسید گوگرد یا سولفات اکسید شوند.

این نمای مادون قرمز باورنکردنی از آیو- که توسط فضاپیمای جونو ناسا در 5 ژوئیه 2022 گرفته شده است – آتشفشان‌های فعال زیادی را نشان می‌دهد که سطح قمر مشتری را در خود جای داده‌اند. آیو فعالترین جسم آتشفشانی منظومه شمسی است. تصویر از NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM.

رصدگر آتشفشان جونو و آیو

فضاپیمای جونو ناسا از سال 2016 در حال مطالعه مشتری بوده است. در حالی که مشتری خود اولویت اصلی است، جونو همچنین برخی از قمرهای بزرگتر خود از جمله  آیو را نیز از نزدیک بررسی کرده است. در واقع، جونو در 5 ژوئیه 2022 چند عکس مادون قرمز شگفت‌انگیز از آتشفشان‌های فوران آیو را ارسال کرد. در آن زمان، جونو از 49700 مایل (80000 کیلومتر) از سطح آیو عبور کرد. اواخر امسال، دوباره از کنار ماه عبور خواهد کرد (اما این بار تنها در حدود 30 مایل (1500 کیلومتر) از ماه).

جونو باید بتواند سرنخ‌های بیشتری در مورد آنچه ارائه دهد که در داخل آیو اتفاق می‌افتد و همچنین سطح آن را با جزئیات زیاد بررسی کند.

علاوه بر این، رصدگر آتشفشانی پیشنهادی آیو (IVO) می‌تواند حتی کارهای بیشتری انجام دهد. در حال حاضر برای برنامه کشف ناسا در دست بررسی است. در صورت انتخاب، این یک ماموریت اختصاصی آیو خواهد بود که حداقل 10 پرواز نزدیک را در طول چهار سال انجام خواهد داد. IVO در فاصله 120 مایلی (200 کیلومتری) بالای ماه، حدود 90 درصد از سطح رنگارنگ آیو را تا حدود 900 فوت (300 متر) در هر پیکسل و مناطق کوچکتر را تا ارتفاع باورنکردنی 10 فوت (3 متر) در هر پیکسل تصویر می‌کند. پیکسل همچنین حرکت گرما در داخل آیو را مطالعه می‌کند و از گدازه‌ها و توده‌های فورانی فیلم می‌گیرد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Life on Io? An astrobiologist says it’s possible

Posted by Paul Scott Anderson January 23, 2023

https://earthsky.org/space/life-on-io-an-astrobiologist-says-its-possible/