ثولين

تريتون

أقزام كوكبية

من جهة ثانية، لوحظ أن قمر نبتون تريتون له خاصية اللون المحمر التي تميز الثولينات. يتكون الغلاف الجوي لتريتون في الغالب من النيتروجين ، مع كميات ضئيلة من الميثان وأول أكسيد الكربون.

ريا

وعلى صعيد آخر، يُعتقد أن المناطق المظلمة الواسعة في نصف الكرة المتعرج لقمر زحل ريا قد ترسبت بالثولينات.

نظرة عامة

من جهة ثانية، يفضل بعض الباحثين في هذا المجال تعريفًا ضيقًا للثولين ، مثلًا كتب إس. هورست :"أنا شخصياً أحاول استخدام كلمة "tholins" فقط عند وصف العينات المنتجة في المختبر ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أننا لا نعرف حتى الآن مدى تشابه المواد التي ننتجها في المختبر مع المواد الموجودة في أماكن مثل Titan أو Triton ( أو بلوتو). " يستعمل الباحثون الفرنسيون كذلك مصطلح الثولين فقط عند وصف العينات المنتجة في المختبر بأنها نظائرها. كما يفضل علماء ناسا كذلك كلمة "ثولين" لمنتجات المحاكاة المعملية ، ويستعملون مصطلح "مترسبات حرارية" للمشاهدات الفعلية لأجسام فلكية.

كذلك، مصطلح "ثولين" صاغه عالم الفلك كارل ساجان وزميله بيشون خير لوصف المواد التي يصعب وصفها التي حصلوا عليها في تجارب ميلر-أوري على مخاليط الغاز المحتوية على الميثان مثل تلك الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب لتيتان. رسالتهم العلمية اقترحت اسم "ثولين":على مدار العقد الماضي ، كنا ننتج في مختبرنا مجموعة متنوعة من المواد الصلبة العضوية المعقدة من مخاليط الغازات الوفيرة كونيًا ، و ، و ، و و HCHO و . المنتج الذي يتم تصنيعه بواسطة الضوء فوق البنفسجية (UV) أو التفريغ الكهربي يكون عبارة عن بقايا بنية وأحيانًا لزجة ، وقد اختير تسميتها هكذا بسبب مقاومتها للكيمياء التحليلية التقليدية ، إنها "بوليمر مستعص على الحل". [. . . ] نقترح ، كمصطلح وصفي مبدئي ، ثولينات"tholins" (Gk Θὸλος ،عن اليونانية بمعنى "موحل" ؛ ولكن كذلك Θoλòς ، "قبو" أو "قبة") ، على الرغم من إغراءنا بعبارة "star-tar".الثولينات ليس مركبًا واحدًا محددًا ولكنه بالأحرى وصف لمجموعة من الجزيئات ، بما في ذلك البوليمرات غير المتجانسة ، التي تعطي سطحًا عضويًا ضارب إلى الحمرة على أسطح كوكبية معينة. الثولينات عبارة عن مواد شبيهة بالبوليمر غير مرتبة مصنوعة من سلاسل متكررة لوحدات فرعية مرتبطة ومجموعات معقدة من المجموعات الوظيفية في الكيمياء. ملاحظة "ساجان" و "خاره" "ستعتمد خصائص الثولين على مصدر الطاقة المستعملة، والوفرة الأولية للسلائف ، ولكن من الواضح وجود تشابه فيزيائي وكيميائي عام بين مختلف الثولينات."

ثولينات خارج النظام الشمسي

ومن جهة أخرى، ربما تم اكتشاف الثولينات كذلك في النظام النجمي للنجم الشاب HR 4796A باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف الأجسام المتعددة (NICMOS) على متن تلسكوب هابل الفضائي. يبعد نظام HR 4796 قرابة 220 سنة ضوئية عن الأرض.

في هذا الإطار، تُظهر النماذج أنه حتى عندما تكون بعيدة عن الأشعة فوق البنفسجية للنجم ، قد تكون جرعات الأشعة الكونية كافية تمامًا لتحويل حبيبات الجليد المحتوية على الكربون بالكامل إلى مواد عضوية معقدة في أقل من عمر السحابة البينجمية النموذجية.

الحدوث

أقمار

وفي السياق ذاته، لاحظ "ساجان" و "كاره" وجود الثولين في مواقع متعددة: "كمكوِّن لمحيطات الأرض البدائية وبالتالي ذات صلة بأصل الحياة ؛ وكمكون من الهباء الجوي الأحمر في الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية وتيتان ؛ وموجودة في المذنبات ، والكويكبات الكوندريتية الكربونية carbonaceous chondrites ، والسدم الشمسية وما كان قبل الكواكب ؛ وكمكون رئيسي للوسط النجمي . " أسطح المذنبات ، والقنطور ، والكثير من الأقمار الجليدية وأجسام حزام كايبر في النظام الشمسي الخارجي غنية برواسب الثولينات.

أنظر أيضا

• Abiogenesis – Natural process by which life arises from non-living matter
• Asphaltene – Heavy organic molecular substances that are found in crude oil
• Hemolithin – Protein claimed to be of extraterrestrial origin
• Kerogen – Solid organic matter in sedimentary rocks
• PAH world hypothesis – Hypothesis about the origin of life
• Pseudo-panspermia – Supported hypothesis for the origin of life

القمر أوروبا

علاوةً على ذلك، يُعتقد أن المناطق الملونة على قمر المشتري أوروبا هي ثولينات. يشير الشكل المورفولوجي للحفر والتلال الناتجة عن تأثير أوروبا إلى تسرب المواد المميعة من الكسور حيث يحدث الانحلال الحراري والانحلال الإشعاعي . من أجل توليد الثولينات الملونة على أوروبا ، يجب أن يكون هناك مصدر للمواد (الكربون والنيتروجين والماء) ، ومصدر للطاقة لتحريك التفاعلات. يُفترض أن الشوائب الموجودة في قشرة الجليد المائي في أوروبا تظهر من الداخل كأحداث بركانية جليدية تطفو على السطح من جديد للجسم ، وتتراكم من الفضاء على شكل غبار بين الكواكب.

سيريس

ومن جهة أخرى، تم اكتشاف ثولينات على الكوكب القزم سيريس بواسطة مهمة Dawn . أغلب سطح الكوكب غني للغاية بالكربون ، مع وجود ما يقرب من 20٪ من الكربون بالكتلة في سطحه القريب. محتوى الكربون أعلى بخمس مرات من النيازك الكربونية الكوندريتية التي تم تحليلها على الأرض.

المذنبات والكويكبات

وفي هذا الصدد، تم اكتشاف الثولينات في الموقع بواسطة بعثة Rosetta إلى المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko . لا تعتبر الثولينات من سمات الكويكبات الموجودة في الحزام الرئيسي ، ولكن تم اكتشافها على الكويكب 24 ثيميس .

تيتان

ومن جهة أخرى، ثولينات تيتان هي مواد عضوية غنية بالنيتروجين تنتج عن طريق تشعيع الخلائط الغازية من النيتروجين والميثان الموجودة في الغلاف الجوي وسطح تيتان. يتكون الغلاف الجوي لتيتان من 97٪ نيتروجين ،و 2.7 ٪ ميثان ،وكميات قلية جدا المتبقية من الغازات الأخرى. في حالة تيتان ، يُعتقد أن كلا من الضباب واللون البرتقالي الأحمر لغلافه الجوي ناتجا عن وجود الثولينات.

أجسام حزام كايبر والقنطور

علاوةً على ذلك، اللون المحمر النموذجي للثيولينات هو سمة من سمات الكثير من الأجسام عبر نبتون ، بما في ذلك البلوتينات في النظام الشمسي الخارجي مثل 28978 Ixion . تشير الانعكاسات الطيفية للقنطور كذلك إلى وجود الثولينات على أسطحها. كشف استكشاف نيو هورايزونز لجسم حزام كايبر الكلاسيكي 486958 أروكوث عن لون ضارب إلى الحمرة على سطحه ، مما يوحي بوجود الثولينات.

بلوتو

ومن جهة أخرى، توجد الثولينات على كوكب بلوتو القزم وهي مسؤولة عن الألوان الحمراء فضلًا عن الصبغة الزرقاء للغلاف الجوي لبلوتو . يُعتقد أن الغطاء البني المحمر للقطب الشمالي لشارون ، وهو الأكبر من بين خمسة أقمار لبلوتو ، يتكون من ثولينات ، ينتج من والنيتروجين والغازات ذات الصلة المنبعثة من الغلاف الجوي لبلوتو والتي انتقلت مسافة أكثر من إلى القمر الذي يدور حوله.

تشكيلها

ومن جهة أخرى، قد تكون الثولينات مكونًا رئيسيًا للوسط النجمي . على تيتان ، بدأت الكيمياء الخاصة بهم على ارتفاعات عالية وتشارك في تكوين الجسيمات العضوية الصلبة. عناصرها الأساسية هي الكربون والنيتروجين والهيدروجين. أكد التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء في المختبر للثيولين المركب تجريبياً التعريفات السابقة للمجموعات الكيميائية الموجودة ، بما في ذلك الأمينات الأولية ، والنيتريل ، وأجزاء الكيل مثل / تشكيل المواد الصلبة الجزيئية المعقدة . أنتجت الاختبارات المعملية مواد صلبة معقدة تكونت من تعرض : مخاليط غازية للتفريغ الكهربائي في ظروف البلازما الباردة ، تذكرنا تجربة ميلر-أوريUrey الشهيرة التي أجريت عام 1952.

وفي هذا الصدد، تختلف هذه المواد المشتقة من الغلاف الجوي عن Ice tholin II ، والتي تتشكل بدلاً من ذلك عن طريق التشعيع ( التحلل الإشعاعي) لمركبات clathrates من الماء والمركبات العضوية مثل الميثان أو الإيثان . لا يعتمد التحضير الناجم عن الإشعاع على الجليد على درجة الحرارة.

وفي السياق ذاته، كما هو موضح إلى اليمين ، يُعتقد أن الثولين يتشكل في الطبيعة من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية المعروفة باسم الانحلال الحراري والانحلال الإشعاعي . يبدأ هذا بتفكك وتأين النيتروجين الجزيئي والميثان بواسطة الجسيمات النشطة والإشعاع الشمسي. يتبع ذلك تكوين الإيثيلين والإيثان والأسيتيلين وسيانيد الهيدروجين وجزيئات بسيطة أخرى وأيونات موجبة صغيرة. تشكل التفاعلات الإضافية البنزين والجزيئات العضوية الأخرى ، وتؤدي بلمرتها إلى تكوين رذاذ من جزيئات أثقل ، والتي تتكثف فيما بعد وتترسب على سطح الكوكب . تميل الثولينات المتكونة عند ضغط منخفض إلى احتواء ذرات النيتروجين في الجزء الداخلي من جزيئاتها ، في حين أن الثولينات المتكونة عند ضغط مرتفع من المرجح أن تحتوي على ذرات نيتروجين تقع في مواضع نهائية من الجزيئات .

الأهمية البيولوجية

ومن جهة أخرى، على الأرض يمكن لمجموعة متنوعة من بكتيريا التربة استخدام الثولين المنتج في المختبر كمصدر وحيد للكربون. يمكن أن يكون الثولين أول غذاء ميكروبي للكائنات الدقيقة غيرية التغذية قبل أن يتطور الضمور الذاتي.

من جهة ثانية، تشير التجارب المعملية إلى أن الثولين بالقرب من برك كبيرة من الماء السائل الذي قد يستمر لآلاف السنين يمكن أن يسهل تكوين كيمياء البريبايوتيك ، وأن يكون له آثار على أصول الحياة على الأرض وربما كواكب أخرى. كذلك ، كجسيمات في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية تؤثر الثولينات على تشتت الضوء وتعمل كحاجز لحماية أسطح الكواكب من الأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤثر على قابلية السكن . وقد جدت المحاكاة المعملية بقايا مشتقة تتعلق بالأحماض الأمينية وكذلك اليوريا ، مع آثار بيولوجية فلكية مهمة.

علاوةً على ذلك، يعتقد بعض الباحثين بأن الأرض قد تكون قد "بـُذرت" بالمركبات العضوية في وقت مبكر من تطورها بواسطة المذنبات الغنية بالثولين ، مما يوفر المواد الخام اللازمة لتطور الحياة (انظر تجربة ميلر-أوري للمناقشة المتعلقة بهذا) . لا توجد الثولين بشكل طبيعي على الأرض الحالية بسبب الخصائص المؤكسدة لمكون الأكسجين الحر في غلافها الجوي منذ حدث الأكسجة العظيم منذ نحو 2.4 مليار سنة.

ميكماكي

من جهة ثانية، يعرض ميكماكي Makemake الميثان وكميات كبيرة من الإيثان والثيولينات ، إلى جانب كميات أصغر من الإيثيلين والأسيتيلين والألكانات عالية الكتلة ، والتي من المحتمل أن تكون ناتجة عن التحلل الضوئي للميثان عن طريق الإشعاع الشمسي.