کشف وجود حیات فراتر از زمین، هرچه جهانهای فرازمینی را بیشتر میشناسیم، بیشتر متوجه میشویم که شرایط قابلسکونت چقدر در سایر نقاط کیهان رایج است. در حال حاضر نهتنها درک بهتری از آنچه یک سیاره را قابلسکونت میکند داریم، بلکه ابزارهای بهتری برای جستوجوی این جهانها توسعه دادهایم.
از کاوش در قمرهای یخی منظومه شمسی گرفته تا استفاده از رصدخانه‌های قدرتمندی مثل تلسکوپ فضایی جیمز وب برای مطالعه سیارههای فراخورشیدی دور، افزایش دانش و پیشرفت فناوری به این معنی است که بیش از هر زمان دیگری به کشف حیات فراتر از زمین نزدیک هستیم. با ما همراه باشید تا با جالب‌ترین حقایقی که تاکنون آموخته‌ایم آشنا شوید.
در اوایل دهه ۱۹۹۰، هیچ کس نمیدانست آیا سیاره دیگری بهجز هشت سیارهای که دور خورشید میچرخند وجود دارد یا نه. از آنجایی که دانشمندان اعتقاد دارند شکلگیری حیات مستلزم سطح سیارهای یا اقیانوس است، امکان وجود سیارههایی که دور ستارههای دیگر میچرخند به پرسشی مهم تبدیل شد.
سپس در سال ۱۹۹۵، اولین سیاره فراخورشیدی را کشف کردیم که یک انقلاب علمی واقعی بود. اکنون در سال ۲۰۲۴، سیارههای فراخورشیدی زیادی را کشف کرده‌ایم و می‌توانیم با اطمینان بگوییم که تقریبا هر ستاره‌ای که در شب می‌بینیم میزبان مجموعه‌ای از دنیاها است.
اخترشناسان پس از بررسی این جهانها که تعداد آنها رو به افزایش است، به کشف هیجان‌انگیزی دست یافتند.
از هر پنج ستاره در آسمان شب، یکی از آنها سیاره فراخورشیدی در منطقه قابلسکونت یا به اصطلاح کمربند خود حیات دارد. این محدوده مداری دور هر ستاره است که در آن آب می‌تواند در سطح سیاره وجود داشته باشد. از آنجایی که آب در بیوشیمی بسیار مفید است، پیش‌نیاز حیات در نظر گرفته می‌شود.
امروزه، ستاره‌شناسان می‌دانند که سیاره‌ها در همه جا وجود دارند و بسیاری از آنها در کمربند حیات هستند. یعنی دقیقا می‌دانند که با تلسکوپ‌های قدرتمند امروزی کجا دنبال حیات باشند.
کشف وجود حیات فراتر از زمین، خورشید یک ستاره معمولی نیست. متداول‌ترین نوع ستارگان در کهکشان (ستارههای کوتوله M) کمی کوچک‌تر، کم‌جرم‌تر و کم‌نورتر هستند.
از آنجایی که ستارههای کوتوله M بسیار رایج‌تر از عموزاده‌های خورشیدمانند بزرگ‌تر خود هستند، تعداد بیشتری از آنها در نزدیکی زمین خواهند بود. بنابراین ممکن است اهداف بهتری برای اخترشناسانی باشند که دنبال حیات در سیارههای فراخورشیدی می‌گردند.
بااین‌حال هدف قرار دادن جهان کوتوله‌های M یک مشکل بزرگ دارد. از آنجایی که این ستاره‌ها جرم کمتری دارند، انرژی کمتری تولید می‌کنند و کم‌نورتر هستند. در نتیجه کمربند حیات آنها بسیار نزدیک‌تر است.
هر سیارهای که این‌قدر نزدیک دور ستاره خود بچرخد، به‌صورت جزر و مدی قفل می‌شود. یعنی چرخش و مدار آن طوری هماهنگ هستند که یک طرف همیشه رو به ستاره است. مثلا ماه به‌صورت جزر و مدی به زمین قفل شده است و به‌همین دلیل همیشه یک سمت آن را می‌بینیم.
آیا زندگی می‌تواند در دنیایی شکل بگیرد که یک طرف آن در روشنایی همیشگی روز و طرف دیگر در شب ابدی و یخ‌زده است؟ تنها راه برای پاسخ دادن به این سوال بررسی این سیاره‌ها است. به‌همین دلیل چند ستاره‌شناس در حال بررسی جهانهای قفل‌شده جزر و مدی هستند.
یکی از جالب‌ترین چیزهایی تاکنون کشف کرده‌ایم این است که سیاره معمولی کهکشان دقیقا همان نوعی است که در منظومه شمسی نداریم. هیچ جهانی با جرم بین جرم زمین و غول‌های یخی اورانوس و نپتون (به‌ترتیب ۱۴.۵ و ۱۷ برابر جرم زمین) دور خورشید نمی‌چرخد، ولی در بیشتر منظومه‌های سیارهای کهکشان این‌طور نیست.
رایج‌ترین انواع جهان در کهکشان راه شیری و احتمالا کیهان، ابرزمین‌ها و زیرنپتونیها هستند. جرم این سیاره‌ها یک تا ۱۵ برابر زمین است.
ابرزمین‌ها برای ستاره‌شناسان بسیار جالب هستند، زیرا نسخه‌های بزرگ‌شده‌ای از جهان ما خواهند بود. به این معنی که سطح جامد خواهند داشت. یک ابرزمین در کمربند حیات می‌تواند آب مایع به شکل دریاچه یا حتی اقیانوس‌های عمیق داشته باشد. از آنجایی که ابر زمین‌ها بسیار رایج‌تر از جهانهای هم‌اندازه زمین هستند، هدف اصلی در جستوجوی حیات در کیهان محسوب می‌شوند.
جستوجوی اخترزیست‌شناسی برای حیات با جستوجوی آب آغاز می‌شود. یکی از حقایق عجیب درباره زمین این است که تقریبا به یک اندازه اقیانوس و خشکی دارد. در واقع ۷۱درصد آب و ۲۱درصد خشکی دارد، ولی برای ستاره‌شناسان به‌اندازه کافی نزدیک است.
سیاره‌ها از برخوردهای شدید مکرر بین اجرام کوچک‌تر تشکیل می‌شوند. یعنی در ابتدا داغ هستند و سطح آنها در واقع اقیانوس‌هایی از سنگ‌های مذاب است. وقتی که سطح داغ به‌تدریج سرد و جامد می‌شود، آبی که وجود داشت از بین می‌رود.
بنابراین اگر قرار باشد جهانی دریاچه و اقیانوس داشته باشد، آب باید بعد از جامد شدن سطح به آن اضافه شود. این اتفاق می‌تواند از طریق برخورد سیارک‌ها و دنباله‌دارهای حامل آب رخ دهد.
کمربند حیات یکی از مفاهیم قدیمی در اخترزیست شناسی است که به سال ۱۹۵۸ و اخترفیزیکدان آمریکایی «سوشو هوانگ» برمی‌گردد. بااین‌حال مطالعه منظومه شمسی نشان داده است که قابلیت سکونت به چیزی بیشتر از بودن در کمربند حیات بستگی دارد.
اروپا، قمری که دور مشتری می‌چرخد و انسلادوس، قمر زحل، هر دو میزبان اقیانوس‌های زیرسطحی هستند. اروپا اقیانوسی به عمق ۱۵۰ کیلومتر (۱۰۰ مایل) زیر لایه یخی ۱۵ کیلومتری (۱۰ مایل) دارد و حجم آب آن دو برابر زمین است. انسلادوس نیز آب‌فشان‌هایی را از بخار آب شور صدها مایل به فضا پرتاب میکند.
آیا ممکن است حیات در این قمرهای اقیانوسی شکل گرفته باشد؟ آیا ممکن است اکوسیستم‌های کاملی از میکروب‌ها یا حتی حیوانات در اعماق تاریک آب‌های این دنیاها در حال زندگی باشند؟
در حالیکه برنامه‌هایی برای ارسال ماموریت‌های پرواز بر فراز قمرهای یخی مشتری در چند سال آینده وجود دارد، برای پیدا کردن پاسخ این سوال‌ها باید بتوانیم کاوشگرهایی را به اقیانوس‌های زیرین این قمرها بفرستیم.
| برای اطلاع از مقاله علت بیگ بنگ چه بود روی لینک کلیک کنید. |
کشف وجود حیات فراتر از زمین، اگرچه ابرزمین‌های صخره‌ای کلاس جدیدی از سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند، مشاهده‌های اخیر تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) شواهدی از طبقه‌ای کاملا جدید پیدا کرده که ممکن است میزبان حیات نیز باشد.
زیرنپتونیها سیارههایی با جرم ۷ تا ۱۵ برابر جرم زمین هستند. قبلا، بیشتر اخترشناسان معتقد بودند که آنها فقط توپ‌های عظیمی از یخ و گاز هستند، ولی اخیرا جهانی را با جرمی معادل هشت زمین به نام K2-18b کشف کردند.
بر اساس بررسی‌های JWST، توازن مواد شیمیایی در جو K2-18b نشان می‌دهد که از نوع سیاره هایسین (پوشیده از اقیانوس‌های هیدروژنی) است. سیارههای هایسینی با جو غلیظی از هیدروژن پوشیده شده‌اند که گرمای گلخانه‌ای قوی فراهم میکند، بنابراین می‌توانند میزبان اقیانوس‌های عمیق و گرم باشند.
کشف وجود حیات فراتر از زمین، همان‌طور که می‌دانیم، آب مایع شاه کلید اخترزیست‌شناسانی است که دنبال حیات هستند. اگر K2-18b یک سیاره هایسینی است، پس کیهان ممکن است میزبان مجموعه وسیع‌تری از گزینه‌های احتمالی برای حیات باشد.
از آنجایی که اتمسفر هیدروژنی در به دام انداختن انرژی دریافتی از ستاره میزبان از طریق اثر گلخانه‌ای بسیار موثر است، منطقه قابلسکونت جهانهای هایسینی بسیار بزرگ‌تر از سیارههای زمین‌سان خواهد بود.
امروزه می‌دانیم که چطور باید حیات بیگانه را پیدا کنیم. به‌لطف پیشرفت‌های فناوری تلسکوپ، ستاره‌شناسان اکنون قادر هستند به اتمسفر جهانهای دیگر برای پیدا کردن امضاهای زیستی نگاه کنند. وقتی سیارههای فراخورشیدی از بین ما و ستارههای میزبان خود عبور می‌کنند، قابل‌مشاهده هستند. وقتی این اتفاق می‌افتد، سیاره مقداری از نور ستاره را مسدود میکند.
اگر این سیاره اتمسفر داشته باشد، مقداری از نور ستاره از پرده گازی آن عبور کرده و با اتم‌ها و مولکول‌های جو تعامل میکند و نوعی اثر انگشت طیفی باقی می‌گذارد که توسط تلسکوپ‌های روی زمین قابل‌تشخیص است. ستاره‌شناسان با بررسی این اثر انگشت می‌توانند ترکیب هوای سیاره را به‌طور دقیق شناسایی کنند. این فرایند ترکیب‌شناسی جوی نامیده می‌شود و کاربردهای زیادی برای جستجوی حیات دارد.
بعضی از گازها فقط در جو زمین وجود دارند، زیرا حیات آنها را تولید کرده است. چشمگیرترین مورد اکسیژن است که به‌طور مداوم توسط موجودات فتوسنتزکننده به هوای زمین شلیک می‌شود.
اگر اثر انگشت طیفی اکسیژن را در جو یک سیاره فراخورشیدی ببینیم، امضای زیستی است که نشان می‌دهد این سیاره بیوسفر غنی دارد که هوای آن را تغییر می‌دهد.
در حال حاضر، اخترشناسان در حال تدوین امضاهای زیستی احتمالی هستند. بعضی از آنها چیزهایی هستند که می‌دانیم به‌دلیل حیات روی زمین رخ داده‌اند، مثل اکسیژن. بااین‌حال بعضی دیگر امضاهای زیستی آگنوستیک هستند که هیچ ارتباطی با حیات زمینی ندارند. آنها برگرفته از تفکر کلی درباره تاثیر هر شکلی از فعالیت بیولوژیکی بر جو سیاره میزبان هستند.
کشف وجود حیات فراتر از زمین، در حالیکه امضاهای زیستی راهی برای کشف زیست‌کره‌ها فراهم می‌کنند، اخترزیست‌شناسان همزمان در حال تلاش برای یافتن امضاهای فناوری به‌عنوان شواهدی از تمدن‌های هوشمند و فناوری‌ساز یا تکنوکره‌ها هستند.
ما انسان‌ها یک تکنوکره روی زمین ایجاد کرده‌ایم، مجموع همه چیز از شهرها گرفته تا شبکه‌های ارتباطی که آنها را به هم متصل می‌کنند. نکته مهمی که باید در نظر داشت این است که امضاهای فنی ممکن است رایج‌تر و طولانی‌تر از امضاهای زیستی باشند.
بیوسفرها و امضاهای زیستی همیشه با هم هستند، یعنی چیزی شبیه اکسیژن فقط جایی پیدا می‌شود که حیات هنوز آن را تولید میکند. اگر این حیات از بین برود، امضاهای زیستی هم ناپدید می‌شوند. در حال حاضر، مریخ تعداد زیادی ربات دارد که از زمین به آن رفته‌اند و کاوشگرهای فضایی متعددی نیز منظومه شمسی را ترک کرده‌اند.
اگر تمدن بشر همین فردا از بین برود، این کاوشگرهای فضایی همچنان باقی خواهند ماند. حالا تمدنی ۱۰ هزار برابر پیشرفته‌تر را تصور کنید که مدام فضاپیماهایی را به فضا می‌فرستد. این تمدن امضاهای فنی بسیار زیادی را تولید کند که شاید حتی مدت‌ها پس از نابودی آن از زمین شناسایی کنیم. خبر خوب این است که دنبال آنها هستیم و شاید به‌زودی بتوانیم به قدیمی‌ترین سوال بشر پاسخ دهیم: «آیا ما تنها هستیم؟»
