يبدو القمر الأكثر تشبهًا لكوكب زحل أقل احتمالًا لاستضافة الحياة ، وذلك بفضل ميكانيكا الكم ، وهي القواعد الغريبة التي تحكم الجسيمات دون الذرية.
تيتان ، ثاني أكبر قمر في نظامنا الشمسي بعد المشتري جانيميد ، فريد بطريقتين أقنعت بعض الباحثين بأن هذا القمر قد يستضيف حياة خارج كوكب الأرض: إنه القمر الوحيد في نظامنا الشمسي مع جو كثيف ، وهو الجسم الوحيد في الفضاء ، إلى جانب الأرض ، من المعروف أنها تحتوي على برك من السوائل على سطحها. في حالة تيتان ، هذه البرك عبارة عن بحيرات شديدة البرودة للهيدروكربونات ، أقرب إلى البنزين في سيارة من المحيطات على الأرض. لكن بعض الباحثين اقترحوا أن بنيات معقدة قد تنشأ في تلك البرك: فقاعات بخصائص خاصة تحاكي المكونات التي وجدت ضرورية للحياة على كوكبنا.
على الأرض ، يمكن لجزيئات الدهون (الأحماض الدهنية) ترتيب نفسها تلقائيًا في أغشية على شكل فقاعة تشكل الحواجز حول خلايا جميع أشكال الحياة المعروفة. يعتقد بعض الباحثين أن هذا كان أول مكون ضروري للحياة كما تشكل على الأرض.
على تيتان ، تكهن الباحثون في الماضي ، ربما ظهرت مجموعة مكافئة من الفقاعات ، تتكون هذه من جزيئات أساسها النيتروجين تسمى الأزوتوسومات.
ولكن لكي تنشأ هذه الهياكل بشكل طبيعي ، يجب أن تعمل الفيزياء بشكل صحيح في الظروف الموجودة بالفعل على تيتان: درجات حرارة تبلغ حوالي 300 درجة فهرنهايت (ناقص 185 درجة مئوية) ، بدون ماء سائل أو أكسجين في الغلاف الجوي.
اقترحت دراسات سابقة ، باستخدام محاكاة الديناميكيات الجزيئية - وهي تقنية غالبًا ما تستخدم لفحص كيمياء الحياة - أن هياكل الفقاعة هذه ستنشأ وتصبح شائعة في عالم مثل تيتان. لكن ورقة جديدة ، نشرت في 24 يناير في مجلة Science Advances ، تشير إلى أن تلك المحاكاة السابقة كانت خاطئة.
باستخدام محاكاة أكثر تعقيدًا تتضمن ميكانيكا الكم ، درس الباحثون في الورقة الجديدة الهياكل من حيث "قابليتها الديناميكية الحرارية".
إليك ما يعنيه ذلك: ضع كرة في أعلى تل ، ومن المحتمل أن ينتهي بها الأمر في الأسفل ، وهو وضع طاقة أقل. وبالمثل ، تميل المواد الكيميائية إلى ترتيبها بنفسها في أبسط نمط وأقل طاقة. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت الآزوتوسومات ستكون أبسط الترتيبات وأكثرها كفاءة لتلك الجزيئات الحاملة للنيتروجين.
وكتب الباحثون في أوراقهم أن تيتان يمثل "حالة اختبار صارمة لحدود الحياة". وفي هذا الدور ، يفشل القمر. وأظهرت المحاكاة أن الآزوتوزومات ليست قابلة للحياة ديناميكا حرارية على تيتان.
وقال الباحثون في بيان ، إن هذا العمل يجب أن يساعد وكالة ناسا في تحديد التجارب التي ستشملها في مهمة Dragonfly إلى تيتان ، المخطط لها في 2030s. وقال الباحثون في الورقة إنه ما زال من الممكن نظريًا أن الحياة ظهرت على تيتان ، لكن هذه الحياة لن تتضمن على الأرجح أي شيء قد نعترف به على أنه غشاء خلية.
