பென்னு மாதிரி ஆய்வில், சிறுகோளின் உள்ளே நீரால் வடிவமைக்கப்பட்ட இரசாயனப் பகுதிகள் கண்டறியப்பட்டன

பென்னு விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்த்ததைவிட குறைவான ஒரேமாதிரியானதாகத் தெரிகிறது

பென்னு என்ற சிறுகோளிலிருந்து மீட்டெடுக்கப்பட்ட பொருளை பற்றிய ஒரு புதிய ஆய்வு, அந்தப் பொருளின் உட்புற இரசாயனம் ஆச்சரியப்படத்தக்க வகையில் சமமற்ற முறையில் அமைந்துள்ளதாகக் காட்டுகிறது. Proceedings of the National Academy of Sciences-இல் வெளியான ஆராய்ச்சியைச் சுருக்கமாகக் கூறும் ஒரு அறிக்கையின்படி, விஞ்ஞானிகள் ஒரு பென்னு மாதிரிக்குள் மூன்று தனித்த இரசாயனப் பகுதிகளை அடையாளம் கண்டனர்; இதில் கரிம சேர்மங்களும் கனிமங்களும் பொருள் முழுவதும் சமமாக கலந்திருப்பதற்குப் பதிலாக தனித்த நானோஅளவிலான களங்களில் தொகுக்கப்பட்டிருந்தன.

இந்த முடிவு கோளியல் அறிவியலில் பரிச்சயமான ஒரு கருத்துக்கு மேலதிக சிக்கலை சேர்க்கிறது. பென்னு ஏற்கனவே கார்பன்-செறிந்த சிறுகோளாகவும், ஆரம்ப சூரியக் குடும்பத்தைப் புரிந்துகொள்ள ஒரு முக்கிய இலக்காகவும் அறியப்படுகிறது. ஆனால் புதிய கண்டுபிடிப்பு, அதன் மூல உடலில் திரவ நீர் ஏற்படுத்திய தாக்கங்கள் சமமாகப் பரவியிருக்கவில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது. அதற்கு பதிலாக, மாற்றங்கள் உள்ளூர்மயமான முறைகளில் நடந்ததாகத் தெரிகிறது; இதனால் இரசாயன ரீதியாக மாறுபட்ட நுண்ணிடங்களின் ஒரு கலவையானப் படம் பின்னால் இருந்துள்ளது.

பென்னு மாதிரிகள் ஏன் முக்கியம்

பென்னு மாதிரிகளின் மதிப்பு அவற்றின் பாதுகாப்பிலிருந்து தொடங்குகிறது. NASA-வின் OSIRIS-REx திட்டம் அந்தப் பொருளை நேரடியாக சிறுகோளிலிருந்து சேகரித்து, 2023 செப்டம்பரில் மூடப்பட்ட, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் பூமிக்குத் திருப்பிக் கொண்டுவந்தது. அதனால், பகுப்பாய்வுக்கு முன் பூமியின் வளிமண்டலத்துக்கு வெளிப்படாமல் இருந்த ஆரம்ப சூரியக் குடும்பப் பொருளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பரிசோதிக்க முடிகிறது.

இத்தகைய மாதிரிகள் அரிதானவை; மேலும், அவை பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு செயல்பட்ட செயல்முறைகளின் பதிவாக இருப்பதால் அறிவியல் ரீதியாக மிக சக்திவாய்ந்தவையாகும். பென்னு தானாகவே ஒரு பாறைக் குவியல்போன்ற சிறுகோளாக, பெரிய ஒரு மூல உடலிலிருந்து உடைந்த துண்டுகளால் உருவானதாக கருதப்படுகிறது. ஆகவே அதன் பொருளை ஆய்வு செய்வது, பென்னுவின் சொந்த வரலாறை மட்டுமல்ல, அதன் துண்டுகள் தோன்றிய பழைய உடலின் உள்ளே இருந்த இரசாயனச் சூழலையும் வெளிப்படுத்த முடியும்.

புதிய ஆய்வு OREX-800066-3 எனக் குறிக்கப்பட்ட ஒரு குறிப்பிட்ட மாதிரியை மையமாகக் கொண்டது. அதை மிகச் சிறிய அளவுகளில் ஆய்வு செய்ததன் மூலம், மொத்த அளவீடுகளில் தெரியாத அமைப்பு மற்றும் இரசாயன வேறுபாடுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிய முடிந்தது. இது முக்கியம், ஏனெனில் ஆரம்ப சூரியக் குடும்ப மாற்றங்கள் பெரும்பாலும் கனிமங்கள், திரவங்கள், மற்றும் கரிமப் பொருட்கள் இடையிலான நுண்மையான மற்றும் நானோஅளவிலான இடைமுகங்களில் நிகழ்ந்த தொடர்புகள் வழியாக நடந்தன.

பண்டைய நீர்ச் செயல்பாட்டின் நானோஅளவிலான வரைபடம்

மாதிரியை சுமார் 20 நானோமீட்டர் வரை ஆய்வு செய்ய குழு நானோஅளவிலான இன்ஃப்ராரெட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மற்றும் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியை பயன்படுத்தியது. இந்த முறைகள் ஒளியுடன் அவை எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதன் அடிப்படையில் சேர்மங்களை அடையாளம் காண்கின்றன; இதனால் மனித பார்வைக்கு மிகச் சிறிய அளவுகளில் இரசாயனத்தை வரைபடமாக்க விஞ்ஞானிகளால் முடிகிறது.

அந்தத் தீர்மானத்தில், பென்னு துகள் இரசாயன ரீதியாக கலந்திருந்ததாகத் தெரியவில்லை. அதற்கு பதிலாக, அறிக்கையின் படி அது மூன்று வகை பகுதிகளாகப் பிரிந்திருந்தது; ஒவ்வொன்றும் முந்தைய நீருடன் தொடர்புடைய செயல்முறைகளால் வடிவமைக்கப்பட்ட கரிமப் பொருளும் கனிமங்களும் சேர்ந்த வெவ்வேறு சேர்க்கைகளை பிரதிபலித்தன. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, நீரால் இயக்கப்படும் மாற்றம் எல்லா இடங்களிலும் ஒரே விதமாகச் சென்ற ஒரே நிகழ்வு அல்ல என்பதைக் குறிக்கிறது. அது மேலும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டதும், உள்ளூர்மயமாக மாறுபட்டதுமாக இருந்தது.

இது விளக்கத்தில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றமாகும். சிறிய உடல்களில் நீர்-பாறை தொடர்புகளை விஞ்ஞானிகள் மாதிரியாக்கும்போது, அவர்கள் பெரும்பாலும் பரந்த வகைகளிலிருந்து தொடங்குகிறார்கள்: மாற்றமடைந்தது vs மாற்றமடையாதது, ஈரமானது vs உலர்ந்தது, அதிக பண்டையது vs அதிக செயலாக்கம் பெற்றது. பென்னுவின் கலவையான இரசாயனம், அந்த வகைகள் முக்கியமான நுண்ணளவு வரலாறுகளை மறைத்திருக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது. அதே துகளின் இரண்டு இடங்கள் கூட முக்கியமாக வேறுபட்ட மாற்ற நிலைகளைப் பதிவு செய்ய முடியும்.

முன்ஜீவ இரசாயனத்திற்கான குறிப்புகள்

ஆய்வு முக்கியமானதற்கான மற்றொரு காரணம் அதில் எது பிழைத்தது என்பதுதான். சிறுகோளின் சிக்கலான நீர்மூல வரலாற்றை மீறியும் நுண்ணிய கரிம மூலக்கூறுகள் அங்கு இருந்தன என்று அறிக்கை குறிப்பிடுகிறது. இது விண்வெளியில் வாழ்க்கை தொடர்புடைய இரசாயனக் கூறுகள், மூல உடல்கள் மாற்ற நிகழ்வுகளை அனுபவித்தாலும், எவ்வாறு நிலைத்திருக்க முடியும் என்பதைக் குறித்து பேசுவதால், அஸ்ட்ரோபயாலஜிக்கு முக்கியமானதாகும்.

கார்பன்-செறிந்த சிறுகோள்களில் உள்ள கரிம மூலக்கூறுகள் உயிர் அல்ல; ஆனால் அவை உயிர் உருவாகக்கூடிய இரசாயனத்துடன் தொடர்புடையவை. இத்தகைய சேர்மங்கள், பரவலாக அழிக்கப்படாமலும் மாற்றப்படாமலும், உள்ளூர்மயமான நீர்ச் செயல்பாட்டுக்குள் தாங்கி நிற்க முடிந்தால், முன்ஜீவக் கூறுகள் நீண்ட கால அளவுகளில் திரண்டு நீடிக்கக் கூடிய சூழல்களின் வரம்பு விரிகிறது.

அதனால், பென்னு ஒரு சிறுகோள் மாதிரி மீட்பு வெற்றியாக மட்டுமல்லாமல், ஆரம்ப சூரியக் குடும்ப இரசாயனம் எவ்வாறு அமைந்தது என்பதைச் சோதிக்க உதவும் இயற்கை ஆய்வகமாகவும் முக்கியமாகத் தொடர்கிறது. புதிய முடிவுகள், அந்தப் பணியின் ஒரு சாத்தியமான கருப்பொருள் அளவின் மீது பெரிதும் சார்ந்திருக்கலாம் எனக் கூறுகின்றன. தூரத்தில் ஒரே வகை பொருளாகத் தோன்றுவது, உண்மையில் வேறுபட்ட வரலாறுகளைக் கொண்ட பல இரசாயனப் பகுதிகளை கொண்டிருக்கலாம்.

இது கோளியல் அறிவியலில் என்ன மாற்றுகிறது

இந்த ஆய்வின் பரந்த முக்கியத்துவம் அதன் விளக்கத்தில் உள்ளது. பென்னுவின் இரசாயனம் நானோஅளவில் வேறுபட்டதாக இருந்தால், மீட்டெடுக்கப்பட்ட சிறுகோள் மாதிரிகளை இரசாயன ரீதியாக சராசரி செய்யப்பட்ட பதிவுகளாகக் கருதும்போது ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனமாக இருக்க வேண்டியிருக்கலாம். நுண்ணளவிலான மாறுபாடுகள் திரவ இயக்கம், கனிம மாற்றம், மற்றும் கார்பன் கொண்ட மூலக்கூறுகளின் பாதுகாப்பு பற்றிய முக்கிய ஆதாரங்களைக் கொண்டிருக்கலாம்.

இதனால் பரந்த அமைப்பு சார்ந்த ஆய்வுகளின் மதிப்பு குறையாது. அதற்கு மாறாக, அவற்றை கூர்மையாக்குகிறது. மொத்த அளவீடுகள் இன்னும் எந்த வகை பொருட்கள் உள்ளன என்பதை விஞ்ஞானிகளுக்கு சொல்ல முடியும்; ஆனால் நானோஅளவிலான வேலை, அந்தப் பொருட்கள் எவ்வாறு அமைந்திருந்தன, காலப்போக்கில் அவை எவ்வாறு தொடர்புகொண்டன என்பதைக் காட்ட முடியும். சிறிய உடல் அறிவியலில், அந்த அமைப்பே கூறுகளைப் போலவே வரலாற்று அர்த்தத்தை கொண்டிருக்கலாம்.

OSIRIS-REx மாதிரி சேகரிப்பு இன்னும் அதன் அறிவியல் வாழ்வின் ஆரம்பத்தில் உள்ளது, மேலும் பென்னு கனிமவியல், புவி-இரசாயனம், மற்றும் கரிம இரசாயனத்தில் இன்னும் பல முடிவுகளை வழங்கக்கூடும். இந்த ஆய்வு அந்தப் பணியில் ஒரு சாத்தியமான கருப்பொருளைச் சொல்கிறது: இந்தச் சிறுகோள் எளிமையான, ஒரேமாதிரியான எஞ்சிய பொருள் அல்ல. அது உள்ளூர்மயமான செயல்முறைகளால் வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு அடுக்கான இரசாயனக் களஞ்சியம்; அது மிகவும் சமமற்ற பதிவை பின்னால் விட்டுச் சென்றுள்ளது.

புதிய அறிக்கை என்ன காட்டுகிறது

• பென்னு மாதிரி பொருளில் மிகச் சிறிய அளவுகளில் மூன்று தனித்த இரசாயனப் பகுதி வகைகள் உள்ளன.
• இந்த முறை, நீர் சிறுகோளின் மூலப் பொருளை ஒரேமாதிரியாக அல்லாமல் உள்ளூர்மயமாக மாற்றியதாகக் காட்டுகிறது.
• கரிம சேர்மங்கள் கனிம மாற்றங்களுடன் சேர்ந்து பிழைத்தன; இது முன்ஜீவ இரசாயன ஆராய்ச்சிக்கு குறிப்புகளை வழங்குகிறது.
• ஆய்வு செய்யப்பட்ட மாதிரி 2023 செப்டம்பரில் NASA-வின் OSIRIS-REx திட்டத்தால் திருப்பி கொண்டு வரப்பட்டது.

கோளியல் விஞ்ஞானிகளுக்கு, இந்தச் சேர்க்கை குறிப்பாக ஈர்க்கக்கூடியது. பென்னு பண்டைய பொருளை மட்டும் பாதுகாப்பதில்லை. அது அந்தப் பொருளின் அமைப்பையும் பாதுகாக்கிறது, மேலும் அமைப்பில்தான் பெரும்பாலும் வரலாறு மறைந்திருக்கும்.

இந்தக் கட்டுரை Science Daily-யின் செய்தியினை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.