همۀ آنچه دربارۀ جستجوی «حیات فرازمینی» باید بدانیم
پیشرفت‌های اخیر در چند حوزۀ مرتبط با اخترشناسی، خوش‌بینی اخترزیست‌شناسان را افزایش داده است و بسیاری از آن‌ها فکر می‌کنند ما ممکن است در آستانه کشف نخستین نشانه‌های حیات فرازمینی باشیم.
فرادید| در جستجوی حیات فرای زمین، هیچ زمانی هیجان‌انگیزتر از اکنون وجود نداشته است. این رشته پرشتاب، «اخترزیست‌شناسی» نامیده می‌شود و یکی از شاخه‌های بین‌رشته‌ای علم است که زیست‌شناسی، شیمی، علوم سیاره‌ای و ستاره‌شناسی را با هم می‌آمیزد.
به گزارش فرادید، انتظار می‌رود بیشتر حیات در کهکشان راه شیری، اشکال حیات میکروبی تک‌سلولی باشد، مانند باکتری‌های زمین، اما شاید برخی نقاط کیهان از اشکال پیچیده‌تری از حیات مانند گیاهان و حیوانات پشتیبانی کنند.
پیشرفت‌های اخیر در سه حوزه اصلی، خوش‌بینی اخترزیست‌شناسان را افزایش داده و ما ممکن است در آستانه کشف نخستین نشانه‌های حیات فرازمینی باشیم: اکستریموفیل (شدیددوست)، سیارات فراخورشیدی و کاوش‌های روباتیک.
سه چیزی که اخترزیست‌شناسان را نسبت به یافتن حیات فرای زمین بسیار خوش‌بین کرده، چه هستند؟
1. اکستروموفیل‌ها
هر چه بیشتر در مورد میکروارگانیسم‌های روی زمین بیاموزیم، بیشتر از سازگاری باورنکردنی حیات شگفت‌زده می‌شویم.
سخت‌ترین اشکال حیات اکسترموفیل‌ها هستند که ثابت شده در محیط‌های بسیار نامناسب زنده می‌مانند. آن‌ها در مجراهای گرمابی در حال جوش، زیر یخچال‌های طبیعی سرد در حوضچه‌های اسیدی آب آتشفشانی در اعماق پوسته زمین و حتی در مناطق پرتابش یافت شده‌اند.
اکستروموفیل‌ها به اخترزیست‌شناسان می‌آموزند محدودیت‌های بیرونی حیات چه هستند و اینکه چه نوع محیط‌های فرازمینی ممکن است قابل‌سکونت باشند.
2. سیارات فراخورشیدی
قبل از سال ۱۹۹۲، تنها سیاره‌هایی که می‌دانستیم در کل کهکشان وجود دارند، سیاره‌های منظومه شمسی‌مان بودند. از آن زمان، تلسکوپ‌های ما تقریباً ۵۴۰۰ جهان را کشف کرده‌اند که به دور ستارگان دیگر یا سیارات فراخورشیدی می‌چرخند.
بسیاری از نخستین سیارات فراخورشیدی کشف‌شده، غول‌های گازی متورمی بودند که بسیار نزدیک به دور خورشیدشان می‌چرخیدند، نه آن نوع دنیایی که ما باور داریم می‌تواند پناهگاه حیات باشد. اما اینها ساده‌ترین چیزهای شناسایی‌شده بودند. از آن زمان تاکنون، سیارات فراخورشیدی کوچکتر و کوچکتری را کشف کرده‌ایم که دورتر از ستاره‌هایشان می‌چرخند.
برای اختر زیست‌شناسی، هیجان‌انگیزترین سیارات فراخورشیدی کوچک، صخره‌ای و شبیه زمین هستند که در فاصله مناسبی از ستارگانشان می‌چرخند، طوری که دمای سطح آن‌ها، موجب ایجاد اقیانوس‌های آب مایع می‌شود.
اینها جهان‌های بالقوه قابل‌سکونت هستند و بهترین شانس حیات فرازمینی را دارند. امیدواریم تلسکوپ‌های فضایی آینده بتوانند نشانه‌هایی از حیات به نام ردپای زیستی را در جو خود شناسایی کنند، مانند وجود گاز اکسیژن آزادشده توسط فتوسنتز.
3. اکتشاف رباتیک منظومه شمسی
در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های حوزه رباتیک و پیچیدگی ابزارهای علمی، کاوشگرهای فضایی ما را بیش از پیش توانمند کرده است.
ناوگانی از مأموریت‌های فضانوردی، فرودگری و مریخ‌نوردی و همچنین کاوشگرهایی برای کاوش سیارات بیرونی، مشتری و زحل و خانواده قمرهای آن‌ها فرستاده شده‌اند.
هر بار که از دنیای دیگری بازدید می‌کنیم، اطلاعات زیادی در مورد محیط آن، فرآیندهای فعال و تاریخچه آن می‌آموزیم و همواره پرسش‌های جدیدی برای پاسخ به آن‌ها ایجاد می‌شود.
این کاوشگرهای فضایی (همینطور تلسکوپ‌هایی مانند هابل) نشان داده‌اند که تعداد انگشت‌شماری از سیارات و قمرهای منظومه شمسی دارای محیط‌های بالقوه قابل‌سکونت هستند که می‌توانند از حیات فرازمینی پشتیبانی کنند.
آیا موجودات فضایی می‌توانند مبتنی بر سیلیکون باشند؟
تمام حیات روی زمین برای زنده ماندن به آب مایع نیاز دارد، این ماده در حل کردن مواد شیمیایی برای پشتیبانی از واکنش‌های بیوشیمی بسیار خوب است. حیات در اینجا ارگانیک هم هست (از مولکول‌های پیچیده بر اساس اتم‌های کربن ساخته می‌شود).
برای اختر زیست‌شناسی بیش از هر چیز، منطقی به نظر می‌رسد نوع حیاتی را جستجو کند که می‌داند میسر است و ایده خوبی برای شناسایی آن دارد. اما آیا حیات فرازمینی می‌تواند بر اساس نوع کاملاً متفاوتی از شیمی باشد؟
عنصر سیلیکون در جدول تناوبی درست زیر کربن قرار دارد، بنابراین از بسیاری جهات، شیمیِ آن‌ها مشابه است. اما سیلیکون در ایجاد پیوندهای شیمیایی پایدار و مولکول‌های بزرگ و پیچیده، به اندازه کربن خوب نیست. حیات بیگانه می‌تواند بر اساس حلال‌هایی غیر از آب مایع باشد: شاید آمونیاک.
کجای منظومه شمسی می‌تواند حیات بیگانه وجود داشته باشد؟
1. زهره (ونوس)
امروزه سطح زهره به دلیل اثر گلخانه‌ای جو غلیظ دی‌اکسیدکربن سیاره، منظره‌ای جهنمی است که از یک اجاق گرمتر است.
اما زهره اولیه احتمالاً شباهت بیشتری به زمین داشته و این احتمال وجود دارد که هر گونه حیات میکروبی زهره بتواند با مهاجرت به جو بالا زنده بماند.
در ارتفاعات ۶۰-۵۰ کیلومتری دما سردتر است و ممکن است یک بیوسفر هوایی در ابرها وجود داشته باشد. با این حال، ابرها بسیار اسیدی هستند، بنابراین حیات در زهره احتمالاً بعید است.
2. مریخ (مارس)
سطح امروزی مریخ یک بیابان یخ‌زده است که با پرتوهای فرابنفش خورشید منفجر شده، اما تصور می‌شود حدود ۳.۸ میلیارد سال پیش بسیار گرمتر و مرطوب‌تر بوده است. شواهدی از دریاچه‌های باستانی، دره‌های رودخانه‌ای و شاید حتی یک اقیانوس بزرگ که نیمکره شمالی را می‌پوشانده، وجود دارد.
تصور می‌شود مولکول‌های آلی (بلوک‌های سازنده حیات) نیز در سطح مریخ وجود داشته‌اند، بنابراین شاید سیاره سرخ به خودی خود، حیاتش را توسعه داده است. هر میکروب مریخی احتمالاً مدت‌هاست در سطح منقرض شده، اما شاید در اعماق زمین زنده مانده باشد.
3. اروپا
اروپا یکی از قمرهای بزرگی است که به دور مشتری می‌چرخد. اگرچه سطح آن یخ سخت منجمد است، اما اقیانوس عمیقی از آب مایع زیر آن وجود دارد که با «گرمایش جزر و مدی» ناشی از خم شدن و اعوجاج ماه حین چرخش در میدان گرانشی قدرتمند غول گازی، گرم نگه داشته می‌شود.
این فرآیند ممکن است در بستر دریای اروپا دریچه‌های هیدروترمال ایجاد کند که به عنوان واحه‌های حیات در اقیانوس‌های زمین عمل می‌کنند.
پرسش اصلی برای کاوش در اروپا اینست که پوسته یخی آن چقدر ضخیم است و آیا می‌توان با نوعی کاوشگر زیردریایی، حیات دریایی زیر آن را کاوش کرد؟
4. انسلداوس
انسلادوس قمر زحل است، اما از بسیاری جهات شبیه اروپا است، سطحی سرد و یخی دارد و اقیانوسی از آب مایع زیر آن است که در تماس با هسته سنگی ماه است.
فواره‌های آب از شکستگی‌های طولانی در پوسته یخی اطراف قطب جنوب بیرون می‌زنند و تجزیه و تحلیل‌ها نشان داده آبشان شور است. مولکول‌های آلی نیز در این ستون‌ها شناسایی شده‌اند و شواهد فعالیت هیدروترمال هم وجود دارد.
بنابراین اگرچه تصور می‌شود این اقیانوس بیگانه بسیار قلیایی است، اما همچنان می‌تواند برای زندگی قابل‌سکونت باشد.
5. تیتان
تیتان به دور زحل می‌چرخد. این قمر غول‌پیکر تنها قمر منظومه شمسی است که جو غلیظی سرشار از شیمی آلی دارد.
دریاچه‌های بزرگی اطراف قطب شمال تیتان کشف شده‌اند، اما این دریاچه‌ها به جای آب، با اتان مایع و متان پر شدند. پرسش بی‌پاسخ همچنان اینست که آیا حیات می‌تواند به جای آب بر پایه اتان باشد، اما تیتان دنیای پیچیده‌ای است و ممکن است اشکال حیاتی با بیوشیمی بسیار متفاوت با زمین را در خود جای دهد.
آیا موجودات فضایی می‌توانند باهوش باشند؟
اخترزیست‌شناسی اساساً روی جستجوی منظومه شمسی برای یافتن نشانه‌های حیات مقاوم تک‌سلولی یا شناسایی ردپاهای زیستی جوی در سیارات فراخورشیدی متمرکز است.
اما آیا ممکن است حیات پیچیده‌تری در کهکشان وجود داشته باشد، یعنی گیاهان و حیوانات بیگانه یا حتی موجودات هوشمند فضایی؟
کهکشان بسیار قدیمی است و حیات هوشمند ممکن است میلیون‌ها سال پیش از ما در جهان قابل‌سکونت دیگری تکامل یافته باشد و به طور بالقوه در کل کهکشان گسترش یافته باشد.
با وجود بیش از ۶۰ سال برنامه‌های پراکنده که به ارسال‌های سیگنال‌های رادیویی مصنوعی گوش می‌دادند یا به دنبال نشانه‌هایی از ساختارهای فناوری بودند، هنوز هیچ مدرک قانع‌کننده‌ای از حیات هوشمند پیدا نشده است…
مترجم: زهرا ذوالقدر
