عاجل.. "كنت أتمنى الموت": استكشاف روائح الفضاء الخارجي

يقوم العلماء بتحليل روائح الفضاء- من أقرب جيران الأرض إلى الكواكب التي تبعد مئات السنين الضوئية- لمعرفة المزيد عن تكوين الكون.

تقول مارينا بارسينيلا عالمة فضاء، ومصممة عطور، وطالبة دكتوراه في علم الأحياء الفلكية بجامعة وستمنستر بلندن إن كوكب المشتري "يشبه إلى حد ما قنبلة الرائحة الكريهة".

كوكب المشتري، أكبر كواكب المجموعة الشمسية، يتألف من عدة طبقات من السحب، ولكل طبقة تركيب كيميائي مختلف، قد يغريك هذا الكوكب الغازي العملاق برائحة "سحبه السامة من عجينة المرزبان"، كما تقول، ثم "ستزداد الرائحة سوءًا كلما تعمقت أكثر".

وقالت: "ربما تتمنى الموت قبل أن تصل إلى النقطة التي يتم سحقك فيها بالضغط".

وشبهت بارسينيلا، الرائحة الكريهة ببول القطط، وقالت: "نعتقد أن الطبقة العليا من السحابة تتكون من جليد الأمونيا"، ثم، كلما تعمقت أكثر، تجد كبريتيد الأمونيوم. عندها، يمتزج الأمونيا والكبريت معًا - مزيجٌ مُحضَّرٌ في الجحيم. 

وتُعرف المركبات الكبريتية بمسؤوليتها عن رائحة البيض المتعفن الكريهة.

وإذا تمكنت من الاستكشاف بشكل أعمق، كما تُضيف، فستُصادف خطوط ودوامات كوكب المشتري المميزة، والأشرطة السميكة الملونة.

تعتقد بارسينيلا أن بعض هذه الألوان قد تكون ناتجة عن أعمدة من الأمونيا والفوسفور، ويُحتمل أيضًا وجود جزيئات عضوية تُسمى الثولينات، وهي جزيئات عضوية مُعقدة مُرتبطة بالبنزين. لذا، تقول بارسينيلا إن كوكب المشتري قد يكون له أيضًا نفحة "الزيتية" البترولية مع نفحة من الثوم.

في سنواتها الأولى في دراسة الكون وجدت مارينا بارسينيلا عالمة فضاء، نفسها تتساءل باستمرار: "كيف ستكون رائحة هذا؟".. ثم أدركت: "لديّ هذا الجزيء في مختبري. يمكنني صنعه".

وإلى جانب عملها الأكاديمي - البحث عن علامات الحياة على المريخ - كانت بارسينيلا مشغولة بتصميم روائح تعيد خلق رائحة الفضاء الخارجي لأحدث معارض متحف التاريخ الطبيعي في لندن، الفضاء: هل يمكن أن توجد حياة خارج الأرض؟

من رائحة البيض الفاسد إلى رائحة اللوز الحلوة، الفضاء مكانٌ ذو رائحة كريهة بشكلٍ مدهش، كما تقول: لو استطعنا شمَّها بأنوفنا، لكان لكلٍّ من المذنبات والكواكب والأقمار وسحب الغازات رائحةٌ فريدة, ولكن ماذا تكشف هذه الروائح عن أسرار الكون؟

قبل أن ننطلق لاستكشاف المسرات الشمية للكون، ربما يكون من المفيد أن نتوقف للحظة عند ماهية الروائح في المقام الأول.

حاسة الشم، وإن كانت غالبًا ما تُقلل من شأنها، تُعتبر بلا شك أقدم الحواس، لنأخذ كائنًا حيًا صغيرًا وحيد الخلية، بكتيريا، كان يسبح في بحار العصر الأركيوزوي قبل حوالي 3.5 مليار سنة.

 وعند استشعاره وجود مادة كيميائية، ربما مغذٍّ لذيذ أو خطر ما يجب تجنبه، كان سوط البكتيريا - وهو زائدتها الشبيهة بالذيل - يعمل كمروحة، مما يسمح لهذا المخلوق الصغير بإعادة توجيه حركته.

 بالنسبة لأسلافنا الأوائل، كانت هذه "الحاسة البدائية" هي الفرق بين الحياة والموت.

وحاسة الشم لدينا هي ببساطة نسخة أكثر تطورًا من هذه القدرة على اكتشاف المواد الكيميائية في البيئة المحيطة بنا. 

وتحتوي أنوفنا على مجموعات عصبية كثيفة مكونة من ملايين الخلايا العصبية المتخصصة المليئة بجزيئات تُعرف بالمستقبلات الكيميائية.

وعندما تلتقط هذه المستقبلات مادة كيميائية، فإنها ترسل إشارة إلى أدمغتنا تُفسر على أنها رائحة مميزة.

وتعني حاسة الشم هذه أننا قادرون على اكتشاف المواد الكيميائية من حولنا.

وبالنسبة للبشر، لا تساعدنا حاسة الشم على تحديد الأطعمة أو تحذيرنا من المخاطر البيئية فحسب، بل تُحفّز أيضًا الذكريات وتلعب دورًا حاسمًا في التواصل الاجتماعي.

بعد ملايين السنين من التطور، ترتبط القدرة على الشم ارتباطًا وثيقًا بصحتنا النفسية.

خلال الأشهر الطويلة والمعزولة التي يقضونها في المدار، قد تكون المحطة الفضائية أيضًا بمثابة رابط مهم مع الوطن بالنسبة لرواد الفضاء. لكن روائحها قد تكون غريبة أيضًا.

وتقول هيلين شارمان، أول رائدة فضاء بريطانية: " كان أليكسي ليونوف "أول من أكمل سيرًا في الفضاء" مسؤولًا عن جميع رواد الفضاء الأجانب".

 كان ذلك عام ١٩٩١، وكانت شارمان تستعد لقضاء ثمانية أيام في محطة مير الفضائية السوفيتية. قبل الإطلاق مباشرة، "ناولني ليونوف غصنًا صغيرًا من الشيح لأتناوله". 

 

خلال إقامتها في مير، كانت شارمان تسحق أوراق الشيح من حين لآخر لإطلاق رائحتها الشبيهة بالميرمية - لأنها، كما تقول، "من الجميل أن تشم رائحة شيء ما.

 

في محطة مير الفضائية، كما توضح شارمان، كانت الرائحة ضئيلة للغاية، ففي انعدام الجاذبية، لا يرتفع الهواء الساخن، لذا "لا تتصاعد روائح الطعام الساخن من طبقك".

 

 وتضيف أن الطريقة الوحيدة لتجربة الشم هي "حشر أنفك في الكيس"، لكن كانت هناك رائحة مميزة في محطة الفضاء، أبلغ عنها العديد من رواد الفضاء بعد السير في الفضاء.

 

وتقول هيلين شارمان: "ذكّرتني بطفولتي، حين كنت أمرّ بورشة سيارات. استطعتُ شم رائحة لحام - رائحة المعدن في الهواء".

وخلال المهمة، كانت شارمان تُجري تجارب على مواد محتملة لاستخدامها في بناء المركبات الفضائية. 

وكان لديّ كمية كبيرة من الأغشية الرقيقة، معظمها من السيراميك، كان عليّ وضعها في إطار ثم تعريضها للبيئة المحيطة بمحطة الفضاء."

عندما أعادت عيناتها من غرفة الضغط، انبعثت منها رائحة قوية، رائحة معدنية تُشبه رائحة الفضاء. "كانت تلك تجربتي المفضلة - لأنها كانت تفوح منها رائحة كريهة". 

وصف رواد فضاء آخرون رائحةً تُشبه رائحة اللحم المتفحم أو البارود أو الأسلاك الكهربائية المحترقة . 

لكن سبب هذه الرائحة لا يزال لغزًا. أحد التفسيرات المحتملة، كما تقول شارمان، هو أنها ناتجة عن الأكسدة. وتضيف: "الغلاف الجوي، أي البيئة المحيطة بمحطة الفضاء الدولية، يكاد يكون خاليًا من الفراغ، ولكن ليس تمامًا على هذا الارتفاع. ما لدينا في الغلاف الجوي المتبقي هو الأكسجين الذري.

ويمكن للأكسجين الذري - أو ذرات الأكسجين المفردة - أن تلتصق ببدلة رائد الفضاء أو أدواته. 

عند العودة إلى محطة الفضاء، تتحد ذرات الأكسجين المفردة مع O2 الموجود في المقصورة، مكونةً الأوزون "O3".

وتقول شارمان: "بمجرد تفاعله، تشعر برائحة الأوزون".

 ونحن البشر هنا على الأرض نشم رائحة الأوزون اللاذعة أيضًا.. هل لاحظتَ يومًا الرائحة المعدنية للكهرباء الساكنة بعد عاصفة رعدية مباشرةً ؟ هذا هو الأوزون.

وهناك احتمال آخر وهو أن شارمان كانت تستنشق ذرات نجم يحتضر . عندما يموت النجم، يُطلق كمية هائلة من الطاقة.

وخلال هذه العملية، يُنتج النجم هيدروكربونات عطرية متعددة الحلقات "PAHs" - "جزيئات تشبه سلك الدجاج" كما يصفها شارمان - تطفو في أرجاء الكون وتساهم في تكوين مذنبات وكواكب ونجوم جديدة.

على الأرض، توجد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الوقود الأحفوري، مثل الفحم والنفط الخام والبنزين، وغالبًا ما تتشكل أثناء الاحتراق غير الكامل للمواد العضوية . يقول بارسينيلا: "إذا أحرقتَ طعامك، فهذا هو نوع الجزيئات التي تُنتجها. عندما تموت النجوم، يُنتج احتراقها نفس النوع من الجزيئات. ثم تطفو في الفضاء إلى الأبد". العديد من هذه المركبات لها رائحة تُشبه رائحة المذيبات أو رائحة كرات النفتالين، بينما يُذكر البعض الآخر بحرق البلاستيك أو البيتومين.

 

تأتي البيانات من الفضاء بأشكال مختلفة. أُرسلت أول بيانات علمية من الفضاء عام ١٩٥٨، بواسطة مسبار إكسبلورر ١ التابع لناسا، على شكل صوت . وفي عام ٢٠٢٢، التقط تلسكوب جيمس ويب الفضائي "JWST" التابع لناسا أول نفحة من ثاني أكسيد الكربون "CO2" في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية، وهو العملاق الغازي "WASP-39 b ".

لم يشم تلسكوب جيمس ويب ثاني أكسيد الكربون فعليًا عند استنشاقه، بل اكتشف وجوده من خلال تتبع كيفية تأثير الغلاف الجوي للكوكب على ضوء النجوم عند مروره أمام شمسه. ومن خلال تحليل التغيرات الطفيفة في الضوء ، يستطيع تلسكوب جيمس ويب تحديد المواد الكيميائية المختلفة في العوالم الفضائية.

 

تقول مارينا بارسينيلا: "الفضاء شاسع". إنه مليء بعوالم ذات روائح متعددة ومتنوعة.

 ويشير التحليل الكيميائي للغلاف الجوي على تيتان، أكبر أقمار زحل، إلى أنه يفوح برائحة اللوز الحلو والبنزين والأسماك المتعفنة.

وفي الوقت نفسه، قد تُثنيك رائحة البيض المتعفن عن زيارة كوكب "HD 189733 b"، وهو كوكب غازي عملاق شديد الحرارة يبعد حوالي 64 سنة ضوئية عن الأرض.

يعتقد الباحثون أن سحب الغبار بين النجوم، التي تدور عبر الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة، تجمع بين روائح " الآيس كريم المجنون والأمونيا التي تُسبب انحناء الركبة ". في الوقت نفسه، في ساجيتاريوس بي 2، وهي سحابة جزيئية عملاقة من الغاز والغبار بالقرب من مركز مجرتنا، قد تشتم رائحة "بعض الجزيئات الحيوية الضرورية للحياة"، كما تقول بارسينيلا: "هناك، نجد أشياء مثل الإيثانول والميثانول والأسيتون وكبريتيد الهيدروجين وإيثيلين جليكول - والتي يمكن استخدامها كمضاد للتجمد".

ويُنسب عادةً إلى فورمات الإيثيل إعطاء مركز مجرة ​​درب التبانة رائحة توت العليق، لكن بارسينيلا تقول إن هذا ليس دقيقًا تمامًا "إنه مجرد جزيء واحد من بين العديد، وإذا شممته منفردًا، فلن تشم رائحته كرائحة توت العليق". 

وتوضح أن فورمات الإيثيل موجود داخل أنواع مختلفة من الفاكهة. "إنه مسؤول جزئيًا عن نكهة توت العليق - وليس رائحته - ولكنه مسؤول أيضًا جزئيًا عن نكهة فواكه أخرى. 

كما يرتبط بطلاء الأظافر أو ربما مزيل طلاء الأظافر، وبرائحة كحولية تُشبه رائحة الروم تقريبًا".

وتقول بارسينيلا إن استنشاق المواد الكيميائية الكونية لا يمكن أن يمنحنا تفاصيل حيوية حول تكوين الكون فحسب، بل يمكن أن يمنحنا أيضاً أدلة حول المكان الذي يجب أن نبحث فيه عن الحياة.

يقول سوبهاجيت ساركار، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة كارديف: "إذا تمكنت بطريقة ما من ركوب قارب على [كوكب] K2-18b - إذا كان هناك محيط هناك، وتمكنت من خلع بدلة الفضاء الخاصة بك - فقد تكون رائحته مثل الملفوف الفاسد".

في عام ٢٠٢٣، كان ساركار جزءًا من فريقٍ نجح، بمساعدة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، في التقاط ما يُحتمل أن يكون رائحة حياة على كوكب K2-18b، وهو كوكب خارجي يبعد حوالي ١٢٠ سنة ضوئية عن الأرض. يقول ساركار إن التلسكوب رصد "أدنى أثر" لكبريتيد ثنائي الميثيل (DMS) ، الذي يُنسب إليه أحيانًا كأحد المكونات الرئيسية المُسببة لـ" رائحة البحر ".

ويقول ساركار: "كوكب K2-18b مثير للاهتمام لعدة أسباب، فهو جزء من مجموعة أكبر من الكواكب الخارجية تُسمى الكواكب الفرعية لنبتون"، وهذه الكواكب الفرعية لنبتون، وهي أكبر من الأرض وأصغر من نبتون، هي النوع الأكثر شيوعًا من الكواكب في المجرة، ورغم شيوعها، لا يزال الكثير عنها غامضًا. 

ويقول ساركار: "هناك أسئلة جوهرية حول الكواكب تحت نبتون.. لماذا لا توجد في نظامنا الشمسي؟ ومما تتكون؟" إحدى الطرق التي يمكننا من خلالها فهمها بشكل أفضل، وفقًا لساركار، هي دراسة أغلفتها الجوية، وكان من المعروف أن K2-18b هدف جيد لذلك".

ويُعتبر كوكب K2-18b، نظريًا، كوكبًا خارجيًا صالحًا للحياة ومغطى بالمحيطات. 

وفي عام 2025، أعاد ساركار وزملاؤه تحليل غلافه الجوي، وحصلوا على نفحة أقوى من المواد الكيميائية الجوية التي، على حد علمنا، لا تُنتج إلا من خلال الحياة، وتحديدًا العوالق النباتية والكائنات البحرية الأخرى.

 

وفقًا للباحثين، قد يحتوي الغلاف الجوي لكوكب K2-18b على ثنائي ميثيل الكبريتيد (DMS) و/أو ثنائي ميثيل الكبريتيد (DMDS) . يقول ساركار: "في الوقت الحالي، لا نعلم بوجود عمليات غير بيولوجية يمكنها إنتاج هذه المواد الكيميائية بكميات كبيرة. من المؤكد أنه على الأرض، من الواضح جدًا أن ثنائي ميثيل الكبريتيد "DMS" وثنائي ميثيل الكبريتيد "DMDS" يُنتجان بيولوجيًا. 

وهما بصمات بيولوجية محددة للغاية من هذا المنظور".

ومع تركيزات تفوق عشرة آلاف ضعف تلك الموجودة في الغلاف الجوي للأرض، تشير النتائج إلى أن كوكب K2-18b قد يحتوي على محيط "يزخر بالحياة"، كما يقول ساركار، لكنه يُحذّر من احتمال أن تكون المواد الكيميائية قادمة من مصادر غير حيوية، وأن الأمر يتطلب مزيدًا من البحث. 

ومع ذلك، يضيف أنه إذا كان كوكب K2-18b بالفعل عالمًا محيطيًا صالحًا للحياة، "فإنه يندرج ضمن هذه الصورة، لأنه عندها ستكون هناك حياة بحرية تُنتج هذا الجزيء المرتبط بالحياة البحرية على الأرض.

لذا، قد لا تكون رحلة إلى الفضاء ضرورية لتجربة رائحته الحقيقية. فالعديد من روائح الفضاء مألوفة لنا، ونجدها هنا على الأرض، وقد حاول بعض الأشخاص إعادة إحياء رائحة الفضاء، ومنهم العالمة مارينا بارسينيلا التي قالت: عندما أضع أنفي في كبسولة عطر المريخ الخاصة بها في معرض متحف التاريخ الطبيعي، أشم رائحة الصدأ والغبار ولمسة من الرطوبة. 

تستحضر الرائحة ذكرى: الركن الخلفي من مرآب، مليء بصناديق كرتونية قديمة مليئة بكتب عزيزة، وقطع خشب من أثاث قديم، رائحة منزلية، طفولة.

لكن لعلّ أعظم كنزٍ عطريّ على الإطلاق لا يُكتشف في الفضاء البعيد، بل هنا على الأرض. تقول هيلين شارمان: "لا شيء يُضاهي رائحة كوكبنا".

وتصف عودتها إلى الوطن عام ١٩٩١، ولا تزال حاضرة في ذهنها قائلة: "كانت نهاية شهر مايو، لذا حتى في آسيا الوسطى، لم تكن الأرض جافةً تمامًا يوم عودتنا إلى الأرض".

أثناء هبوطها، ارتدت المركبة الفضائية "بشكلٍ كبير"، محطمةً النباتات على الأرض تحتها.

 

شجيرات الشيح

تذكر شارمان قائلة: "هبطنا على شجيرات الشيح في كازاخستان. كان الهواء النقي يتدفق بغزارة عند فتحنا للباب، كانت رائحته رائعة، لذيذة للغاية".