آیا مواد اولیه حیات با دنباله‌دارها به زمین آمده‌اند؟ محققان فرضیه قدیمی را زیر سؤال بردند

پژوهشگران می‌گویند به احتمال زیاد دنباله‌دارها مواد اولیه حیات را به زمین نیاوردند. شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهند برخورد این اجرام با زمین معمولاً آن‌قدر شدید است که مولکول‌های آلی پیچیده در آن نابود می‌شوند. این یافته یکی از فرضیه‌های قدیمی را درباره منشأ حیات روی زمین به چالش می‌کشد.

حیات، در شکل شناخته‌شده آن، بر پایه شیمی کربن یا شیمی آلی است. مولکول‌های آلی پیچیده، مواد اولیه ترکیبات زیستی مانند بازهای نوکلئوتیدی، آمینواسیدها و قندها هستند. بااین‌حال، هنوز مشخص نیست این ترکیبات چگونه به وجود آمده‌اند. آیا روی زمین شکل گرفتند یا از فضا به این‌جا رسیدند؟

برای بیش از یک قرن، دنباله‌دارها یکی از گزینه‌های اصلی برای توضیح ورود این مواد به زمین بودند. این اجرام یخی حاوی ترکیبات کربن و نیتروژن هستند. به همین دلیل، دانشمندان تصور می‌کردند شاید برخورد آن‌ها مواد لازم برای آغاز حیات را فراهم کرده باشد.

چرا مواد اولیه حیات احتمالاً از دنباله‌دارها نیامده است؟

گروهی از پژوهشگران به سرپرستی «ریچارد آنسلو» (Richard Anslow) از مؤسسه اخترشناسی دانشگاه کمبریج، این فرضیه را با شبیه‌سازی کامپیوتری بررسی کردند. آن‌ها مسیر حرکت دنباله‌دارها، ورودشان به جو زمین و پیامد برخوردهای بسیار سریع را مدل‌سازی کردند.

پژوهشگران برای بررسی سرنوشت مولکول‌های آلی، از سیانید هیدروژن به‌عنوان نمونه استفاده کردند. این ترکیب در دنباله‌دارها به‌وفور یافت می‌شود و اخترشناسان آن را در دنباله‌دار میان‌ستاره‌ای 3I/ATLAS نیز شناسایی کرده‌اند.

نتایج نشان داد سرعت دنباله‌دارها معمولاً بیش‌ازحد زیاد است. برای آنکه مولکول‌های آلی در برخورد با زمین سالم بمانند، سرعت برخورد باید کمتر از ۱۵ کیلومتربرثانیه باشد. اما بیشتر دنباله‌دارها با سرعتی بالاتر و زاویه‌ای نامناسب وارد جو می‌شوند. در نتیجه، ترکیبات آلی آن‌ها عمدتاً هنگام برخورد تبخیر می‌شوند.

حتی در موارد نادری که بخشی از مولکول‌های آلی سالم می‌مانند، مقدارشان برای ایجاد شیمی پیشازیستی کافی نیست. آنسلو می‌گوید برای موفقیت این فرایند، برخورد می‌بایست با سرعت و زاویه‌ای بسیار خاص اتفاق می‌افتاد. پس از آن نیز شرایط شیمیایی می‌بایست به‌درستی فراهم می‌شد. به گفته او، چنین اتفاقی احتمالاً بسیار نادر می‌بود.

با کنار رفتن دنباله‌دارها، دو احتمال دیگر بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند: شاید تمام شیمی پیشازیستی روی خود زمین شکل گرفته باشد؛ یا سیارک‌ها مواد اولیه حیات را به این سیاره آورده باشند. نمونه‌های بازگردانده‌شده از سیارک «بِنو» (Bennu) درمأموریت OSIRIS-RExحاوی تمام اجزای سازنده RNA بوده‌اند.

البته نتایج این پژوهش به معنای ناممکن بودن نقش دنباله‌دارها در سیارات دیگر نیست. جو مریخ از جو زمین رقیق‌تر است و گرانش کمتری دارد. بنابراین مولکول‌های آلی هنگام برخورد با سطح آن ممکن است شانس بیشتری برای بقا داشته باشند. البته پژوهشگران تأکید می‌کنند که هنوز شواهدی برای وقوع چنین فرایندی روی مریخ در دست نداریم.

این فرضیه در سیارات فراخورشیدی نیز مطرح است. برای نمونه، درمنظومه چندسیاره‌ای TRAPPIST-1سیارات به یکدیگر نزدیک‌اند. آنسلو در پژوهشی در سال ۲۰۲۳ پیشنهاد کرده بود که دنباله‌دارها ممکن است با تأثیر گرانشی سیارات، میان آن‌ها جابه‌جا شوند و بخشی از سرعت خود را از دست بدهند. در این صورت، برخورد نهایی ملایم‌تر است و مولکول‌های آلی فرصت بیشتری برای بقا پیدا خواهند کرد.

آنسلو و همکارانش پژوهش جدید خود را در ژورنالScientific Reportsمنتشر کرده‌اند.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.