چرا برای کشف بیگانه‌ها باید دنبال اتمسفرهای هیدروژنی باشیم؟
محققان می‌گویند اولین باری که موفق به کشف حیات در یک سیاره فراخورشیدی شویم، احتمالا از طریق تحلیل گازهای موجود در جو آن سیاره خواهد بود. با افزایش شمار سیاره‌های مشابه زمین، شاید به‌زودی بتوانیم گازهایی را در جو سیاره‌های فراخورشیدی پیدا کنیم که شبیه گازهای لازم برای تشکیل حیات بر روی زمین هستند.
ولی چه می‌شود اگر حیات بیگانه وابسته به عناصری متفاوت از عناصر مورد نیاز ما برای زندگی باشد؟ مطالعات جدید انتشاریافته در مجله Nature می‌گوید بهترین شانس ما برای یافتن نشانه‌های حیات از طریق بررسی وضعیت اتمسفر در سیاره‌های فراخورشیدی این است که روی سیاره‌هایی با غلظت بالای هیدروژن تمرکز کنیم.
ما می‌توانیم جو سیاره‌های فراخورشیدی را در هنگام عبور این سیاره‌ها از مقابل ستاره‌شان بررسی کنیم. وقتی چنین عبوری رخ می‌دهد، نور ستاره از جو آن سیاره عبور می‌کند تا به ما برسد، اما در این فرآیند بخشی از این نور جذب می‌شود. حالا اگر طیف نوری آن ستاره را داشته باشیم و ببینیم که چه نورهایی از آن به ما نمی‌رسد، می‌توانیم متوجه شویم که چه گازهایی در آن اتمسفر وجود دارد. ثبت اطلاعات جوی سیاره‌های فراخورشیدی از جمله اهداف تلسکوپ موردانتظار جیمز وب است.
اگر اتمسفری پیدا کنیم که ترکیبات شیمیایی متفاوتی با ترکیبات مدنظر ما داشته باشد، یکی از پاسخ‌های ساده به این مسئله می‌تواند وجود ارگانیزم‌های زنده در آن سیاره باشد. این موضوع در مورد زمین هم صدق می‌کند. اتمسفر سیاره ما حاوی متان است که به‌طور طبیعی در ترکیب با اکسیژن کربن دی‌اکسید را به وجود می‌آورد. اما عنصر متان توسط فرآیندهای زیستی مجددا جایگزین می‌شود.
از نقطه نظری دیگر می‌توانیم این‌طور در نظر بگیریم که اگر از ۲.۴ میلیارد سال پیش در رویداد بزرگ اکسیژنی شاهد وقوع فرآیند فتوسنتز نبودیم، عنصر اکسیژن از کربن جدا نمی‌شد و هیچ اکسیژنی در اتمسفر پدید نمی‌آمد.
چشم‌انداز اتمسفرهای فرا-اکسیژنی
نویسندگان این مطالعه جدید می‌گویند ما باید به سراغ بررسی سیاره‌های بزرگ‌تر زمین برویم که اتمسفر آن‌ها مملو از هیدروژن باشد. این سیاره‌ها ممکن است هیچ اکسیژن آزادی نداشته باشند، چون هیدروژن و اکسیژن ترکیبی می‌سازند که شدیدا مستعد آتش‌زایی است.
هیدروژن سبک‌ترین مولکول شناخته‌شده است و به‌راحتی به فضا فرار می‌کند. برای سیاره‌ای خاکی که قرار است گرانش قدرتمندی برای تشکیل اتمسفر هیدروژنی داشته باشد، باید به دنبال سیاراتی بسیار بزرگ‌تر از زمین با جرم دو تا ده برابر سیاره خودمان باشیم. این هیدروژن یا مستقیما از غبار گازی تشکیل‌دهنده آن سیاره به دست آمده یا بعدا توسط واکنش‌های شیمیایی بین آهن و آب ساخته شده است.
چگالی یک اتمسفر مملو از هیدروژن با سرعتی حدودا ۱۴ برابر کمتر از سیاره‌ای مثل زمین کاهش می‌یابد که اتمسفر آن پر از هیدروژن است. این اتفاق باعث می‌شود اتمسفر پیرامون آن سیاره ۱۴ برابر بزرگ‌تر باشد و راحت‌تر بتوانیم آن را مشاهده کنیم. در نتیجه شانس یافتن این اتمسفر توسط تلسکوپ‌های اپتیکال نیز افزایش پیدا می‌کند.
ارگانیزم‌های آزمایشگاهی متکی بر هیدروژن
محققان با انجام آزمایش‌های گوناگون آزمایشگاهی نشان داده‌اند که باکتری اشریشیا کُلی (که میلیاردها عدد از ان در روده شما وجود دارد) می‌تواند با وجود فقدان کامل اکسیژن در یک اتمسفر هیدروژنی زنده بماند و خود را تکثیر کند. این موضوع در مورد انواعی از گونه‌های مخمر نیز صادق است.
اگرچه این مسئله جالب توجه است، ولی شواهدی مبنی بر توانایی شکل‌گیری حیات در اتمسفرهای هیدروژنی به دست نمی‌دهد. ما در حال حاضر میکروب‌های زیادی را می‌شناسیم که با مصرف هیدروژن به بقا ادامه می‌دهند، و حتی یک ارگانیزم چندسلولی خاص نیز وجود دارد که تمام طول عمر خود را در بخش بدون اکسیژن کف دریای مدیترانه می‌گذراند.
بعید است جو زمین، که در ابتدا فاقد اکسیژن بود، هرگز بیش از ۱ درصد هیدروژن داشته باشد. اما اشکال اولیه حیات احتمالا با ایجاد واکنش بین هیدروژن و کربن زندگی می‌کردند و تشکیل متان می‌دادند. این فرضیه در حالی بیان می‌شود که امروزه انسان‌ها با ایجاد واکنش بین اکسیژن و کربن تشکیل کربن دی‌اکسید می‌دهند.
گازهای زیست‌نشان
تحقیق حاضر یک کشف مهم دارد. محققان می‌گویند محصولات حاصل از میکروب‌های اشریشیا کلیِ حاضر در محیط هیدروژنی تنوع گازی بسیار چشمگیری دارند. بسیاری از این گازها، از جمله دی‌متیل سولفید، کربونیل سولفید و ایزوپرن، می‌توانند در اتمسفرهای هیدروژنی به عنوان رد پایی برای حیات شناسایی شوند. این موضوع شانس کشف نشانه‌های حیات در سیاره‌های فراخورشیدی را افزایش می‌دهد.
البته فرآیندهای متابولیکی که از هیدروژن استفاده می‌کنند کارآمدی کمتری نسبت به فرآیندهای مبتنی بر اکسیژن دارند. ولی حیات مصرف‌کننده هیدروژن به عنوان مفهومی شناخته شده در حوزه اخترزیست‌شناسی وجود دارد. این موضوع در داستان‌های معقولانه علمی تخیلی نیز بارها مشاهده شده است.
نویسندگان این تحقیق جدید می‌گویند مولکول هیدروژن در تراکم بالا می‌تواند به عنوان یک گاز گلخانه‌ای عمل کند. این اتفاق موجب گرم نگه داشته شدن سطح سیاره برای وجود آب مایع و در نتیجه حیات در آن سیاره می‌شود؛ اتفاقی که ممکن است در حالت عادی به خاطر فاصله زیاد سیاره از ستاره آن ممکن نباشد.
این محققان از در نظر گرفتن احتمال کشف حیات در سیاره‌های گازی غول‌آسا مثل مشتری خودداری کرده‌اند. ولی با افزایش احتمال وجود حیات در سیاره‌های بزرگی که اتمسفر مملو از هیدروژن دارند، شانس یافتن علائم حاکی از زندگی فرازمینی چند برابر خواهد شد.
داغ‌ترین‌ها
اخبار مشابه
دیدگاه‌ها (0 نظر)