एनसेलेडस के अंदर के अंग: जीवन के लिए जटिल पर्याप्त?

वैज्ञानिक अभी यह कहने में सहज नहीं हैं कि शनि के बर्फीले चंद्रमा पर जीव जीवन से उत्पन्न हुए थे, लेकिन उन्हें इस बात का अंदाजा है कि आगे क्या देखना है।

एन्सेलडस के ध्रुवीय क्षेत्र से फैलने वाले पौधों के माध्यम से कैसिनी डाइविंग के एक कलाकार का प्रतिपादन।
नासा / जेपीएल

एन्सेलाडस, शनि के कई बर्फीले चंद्रमाओं में से एक, नासा के कैसिनी अंतरिक्ष यान द्वारा अंतरिक्ष में जेट-वाटर क्रिस्टल को अंतरिक्ष में जाते हुए देखा गया है। अंतरिक्ष यान में सवार दो द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटरों के परिणाम प्लम में शुद्ध बर्फ की तुलना में बहुत अधिक पाए गए: वे नमकीन हैं और हाइड्रोजन गैस और मीथेन (सीएच 4 ) जैसे कार्बनिक यौगिकों से लैस हैं।

अब स्पेक्ट्रोमीटर के डेटा के एक करीबी विश्लेषण से पता चलता है कि एन्सेलेडस के अंदर कार्बनिक काढ़ा कार्बनिक "माता-पिता के अणुओं" को एहसास की तुलना में बहुत अधिक विशाल और जटिल होना चाहिए। प्रकृति में पिछले सप्ताह प्रकाशित इस खोज ने , वैज्ञानिकों की उम्मीद है कि जीवन वहां मौजूद है और सौर मंडल के अन्य स्थानों में है। लेकिन केस बनाने के लिए मजबूत सबूत की जरूरत होती है।

कार्बनिक अणु परमाणुओं की श्रृंखला या वलय हैं जिनमें जीवन के तात्विक निर्माण खंड शामिल हैं: कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन। नई कैसिनी के निष्कर्षों से पता चलता है कि एन्सेलेडस के आंतरिक भाग से निकलने वाले जीव साधारण सीएच श्रृंखलाओं से अधिक हैं। इसके बजाय, वे जटिल व्यवस्थाएं हैं जिनमें कम से कम कुछ ऑक्सीजन और नाइट्रोजन शामिल होना चाहिए।

स्काई एंड टेलिस्कोप के साथ एक ईमेल साक्षात्कार में सह-लेखक क्रिस्टोफर गेलिन (साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट) कहते हैं, "इस नई खोज ने एन्सेलेडस के कार्बनिक रसायन विज्ञान पर हमारे दृष्टिकोण को पूरी तरह से बदल दिया है। हम सरल से जटिल हो गए हैं। यह रोमांचक है।"

"पहले, हमने 100 से कम परमाणु द्रव्यमान इकाइयों वाले द्रव्यमान के साथ सभी कार्बनिक यौगिकों का पता लगाया, " गेलिन बताते हैं, "और वे आम तौर पर प्रति अणु में कई कार्बन परमाणुओं से कम होते थे। यह मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि हमारे उपकरण, आयन और तटस्थ स्पेक्ट्रोमीटर, केवल [मापा गया]। ] तक 100 एमू। (छह प्रोटॉन और छह न्यूट्रॉन के साथ एक कार्बन परमाणु में 12 एमु का परमाणु द्रव्यमान होता है।) इस नए अध्ययन के लिए, वह जारी है, कैसिनी के कॉस्मिक डस्ट एनालाइजर (सीडीए) के परिणामों से पता चलता है कि एनोडैडस की जैविक जटिलता सैकड़ों तक फैली हुई है और यहां तक ​​कि हजारों भी। परमाणु द्रव्यमान इकाइयों का।

फ्रैंक पोस्टबर्ग (हीडलबर्ग यूनिवर्सिटी, जर्मनी) के नेतृत्व में सीडीए शोधकर्ताओं ने उच्च-द्रव्यमान संयोजनों का पता लगाया, जिसमें हर दो कार्बन के लिए एक हाइड्रोजन परमाणु का एक संभावित अनुपात होता है। इसका मतलब है कि संरचना हाइड्रोजन के साथ "अंडरग्रेटेड" है और कई-बंधुआ कार्बन परमाणुओं में समृद्ध है, गेलिन कहते हैं।

इस बीच, INMS टीम को तब रिंग के आकार के हाइड्रोकार्बन बेंजीन (C 6 H 6 ) के वेरिएंट मिले - लेकिन केवल एन्सेलेडस के हाई-स्पीड फ्लाईबीज़ के दौरान, जब कैसिनी 14 किमी / सेकंड (लगभग 31, 000 मील प्रति घंटे) की सतह से ऊपर उठी।

पाइरीन (सी 16 एच 10 ), एक कार्बनिक अणु जिसमें चार जुड़े बेंजीन के छल्ले होते हैं, का परमाणु भार 202 एमु होता है। ऐसे यौगिकों को पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के रूप में जाना जाता है, और वे एक प्रकार के अग्रदूत कार्बनिक अणु हो सकते हैं जो एन्सेलेडस के अंदर मौजूद होते हैं।
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"यह शुरू में एक पहेली थी, " ग्लीन नोट्स ", लेकिन उच्च द्रव्यमान वाले कार्बनिक पिंजरों की खोज होने के बाद यह सही समझ में आया।" जाहिरा तौर पर, जब तक वे INMS से टकराते हैं, तब तक अज्ञात-अज्ञात मैक्रोलेक्युलस टूट जाता है। क्योंकि उन जीवों में सुगंधित (अंगूठी के आकार की) संरचनाएं होती हैं, वे बताते हैं, बेंजीन को विखंडन प्रक्रिया के दौरान छोड़ा जाता है। "

टीम ने विचार किया, लेकिन पाए गए ऑर्गेनिक्स के लिए वैकल्पिक स्पष्टीकरण को त्याग दिया, जैसे कि कैसिनी टाइटन द्वारा उड़ान भरने से दूषित हो रही है, एक और संभावित जीवन के अनुकूल चंद्रमा। हालांकि, सीडीए ने एन्सेलेडस में ऑर्गेनाड्स में रिकॉर्ड किया इससे पहले कि कैसिनी ने टाइटन का पहला फ्लाईबाई बनाया, और संदूषण अकेले INMS डेटा में पाए जाने वाले सभी कार्बनिक बहुतायत के लिए जिम्मेदार नहीं है।

हाल ही में नासा के क्यूरियोसिटी रोवर द्वारा मंगल ग्रह पर पाए गए कार्बनिक यौगिकों को एनसेलाडस की तुलना में सल्फर में अधिक समृद्ध प्रतीत होता है। गेलिन का कहना है कि यह इसलिए हो सकता है क्योंकि मार्टियन सतह पर अधिक सल्फर उपलब्ध है, जबकि एनसेलाडस पर अधिकांश सल्फर घुलनशील सल्फाइड सामग्री जैसे कि पाइराइट (FeS 2 ) में बंद होगा। मंगल ग्रह के जीव और भी अधिक प्राचीन हैं, जो हमारे सौर मंडल में जीवन के विकास के लिए समयसीमा के लिए निहितार्थ हैं।

बुध के समान समानताएं और विरोधाभास भी हैं, जहां शोधकर्ताओं ने कुछ साल पहले सुगंधित कार्बन (ग्रेफाइट के रूप में) की पहचान की थी। एनसेलाडस के जीव सुगंधित कार्बन में भी समृद्ध हैं, लेकिन उनमें हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, और नाइट्रोजन भी शामिल हैं - संभवतः चंद्रमा के उपसतह महासागर में मौजूद पानी (एच 2 ओ) और अमोनिया (एनएच 3 ) के कारण।

धूमकेतु में बहुत सारे कार्बनिक पदार्थ होते हैं, लेकिन ग्लीन कहते हैं कि छोटे शरीर अधिक विविधता और प्रीबायोटिक यौगिकों की बहुतायत दिखाते हैं। "कहते हैं कि अगर एन्सेलाडस धूमकेतु से बनता है, तो यह विचार करना दिलचस्प है कि विकासवादी प्रक्रियाएं उनसे संबंधित हो सकती हैं, " वे कहते हैं।

एन्सेलाडस के चट्टानी कोर में हाइड्रोथर्मल प्रक्रियाएं अकार्बनिक अग्रदूतों से कार्बनिक अणुओं को संश्लेषित कर सकती हैं, या हीटिंग सरल कार्बनिक यौगिकों को बदल सकती है जो पहले से ही वहां थे। वैकल्पिक रूप से, क्या चंद्रमा के छिपे हुए महासागर में भू-रासायनिक स्थिति विदेशी जीवन का घर हो सकती है?
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एक संभावना है, वह सुझाव देते हैं, कि एन्सेलेडस के अंदर हाइड्रोथर्मल प्रक्रियाओं ने प्राइमर्डियल इन्वेंट्री को काफी बदल दिया है, इसलिए केवल सबसे अधिक लचीले अणु रह सकते हैं। या शायद जीवन एन्सेलेडस के महासागर में उत्पन्न हुआ और बस अपनी मौद्रिक विरासत के किसी भी जैविक हस्ताक्षरों की अनदेखी की। रुथ-सोफी टबनेर (यूनिवर्सिटी ऑफ वियना) के नेतृत्व में एक समूह ने हाल ही में बैक्टीरिया के एक तनाव की पहचान की है जो मीथेन पर दावत देकर एन्सेलाडस जैसी स्थितियों में जीवित रह सकते हैं।

लेकिन ग्लीन ने चेतावनी दी है कि डिफ़ॉल्ट (अशक्त) परिकल्पना है एन्सेलेडस में किसी भी तरह के जीवन का अभाव है। कैसिनी चले जाने और शनि के सिस्टम में एक और अंतरिक्ष यान भेजने की कोई योजना नहीं होने के कारण, ग्रहों के वैज्ञानिकों को यह पता लगाने में दशकों का इंतजार करना पड़ सकता है कि क्या एन्सेलाडस अपने जीव विज्ञान को नुकसान पहुंचाता है या नहीं।

एक अच्छा संकेतक चंद्रमा-चौड़ा औसत की तुलना में कार्बन -13 से कार्बन -12 के कम अनुपात वाले कार्बनिक पदार्थों को ढूंढना होगा, क्योंकि जीव बायोमास बनाते समय लाइटर आइसोटोप को शामिल करते हैं। एक अन्य बायोसिग्नेचर एनसेलडस में कार्बनिक यौगिक या रासायनिक समूह खोज रहे होंगे जो थर्मोडायनामिक और काइनेटिक रूप से अस्थिर हैं - एक संकेत है कि उन्हें कुछ जैविक प्रक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जा रहा है।

जेनिफर आइजेनब्रोड (गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर), जिसने मंगल ग्रह पर संरक्षित कार्बनिक अणुओं की पहचान करने वाली टीम का नेतृत्व किया, ने कहा कि अन्य जीवन के अनुकूल संकेतक अमीनो एसिड और लिपिड जैसे हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं खोज रहे होंगे।

यदि जैव रासायनिक उंगलियों के निशान वास्तव में एन्सेलेडस में पाए जाते हैं, तो यकीनन पृथ्वी पर पृथ्वी की तुलना में एक स्वतंत्र उत्पत्ति थी। "वह सब कुछ विस्मय में बंद कर देता है, " Eigenbrode कहते हैं। लेकिन वह यह भी चेतावनी देती है कि शोधकर्ताओं को इस मामले को बनाने के लिए जीवन-अनुकूल जीवों के कई उदाहरण खोजने की आवश्यकता होगी। आखिरकार, यहां तक ​​कि पृथ्वी के सबसे चरम वातावरण में, जीवन गुच्छों में होता है - कभी भी अलगाव में नहीं।