زمین در تدارک شکار بیگانه‌های هوازی

نشانه‌های حیات فراسوی منظومه شمسی ممکن است بزودی در میدان دید و تشخیص ساکنان زمین قرار گیرند. آزمایش‌ها و محاسبات ارائه شده در همایش اختر زیست‌شناسی بالتیمور با حضور نمایندگان دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی و همچنین محققانی از آزمایشگاه‌های ناسا طی هفته گذشته آشکار کرد که چگونه نسل جدید تلسکوپ‌های فضایی قادر خواهند بود برای نخستین بار به ردیابی و کشف نشانه‌های زیستی در نور حاصل از سیارات موجود در مدار دیگر ستارگان بپردازند.

در همایش جستجوی حیات فرازمینی که هفته گذشته در بالتیمور مریلند انجام شد، حاضران شنیدند که چطور تلسکوپ فضایی مادون سرخ جیمز وب ناسا (JWST) می‌تواند نشانه‌های وجود اکسیژن در جو سیارات شبه‌زمینی شماری از نزدیک‌ترین ستارگان اطراف ما را ردیابی و در صورت وجود چنین جهان‌هایی، گذرشان از مقابل ستارگان والدشان را مشخص سازد.

هرگونه سرنخی درباره حیات روی این سیارات خارجی از کسر بسیار کوچکی از نور ستاره مادری منشا خواهد گرفت که با این سیاره در مسیر سفرش به سوی زمین اثر متقابل می‌گذارند. تلسکوپ فضایی هابل و اسپایتزر هر دو گازهایی همچون دی اکسید کربن را در اتمسفر شماری از این غول‌های گازی خارجی یافته‌اند. ملکول‌های گاز، نور را در طول موج‌های مشخصی جذب می‌کنند، و این مساله به صورت خطوط تیره در طیف نور ستاره‌ای که از میان اتمسفر سیاره پالایش شده، خود را نشان داده است. مساله مشاهده شواهد حیات موسوم به آثار زیستی در این طیف از جهان‌ که گویی زمین در مقابلشان همچون صخره‌ای دیده می‌شود ماورای حساسیت این گونه ابزارآلات است؛ گو این که هر دو این سامانه‌های کلیدی در حال حاضر با مشکلات عدیده‌ای روبه‌رو هستند. هابل به دردسر این روزهای فضا بدل شده و اسپایتزر هم که به دوران بازنشستگی خود و از دور خارج شدن رسیده است.

یکی از نشانه‌های بالقوه حیات، اکسیژن است که در جو زمین به وفور یافت می‌شود، چون توسط گیاهان و میکروب‌های فتوسنتز کننده تولید می‌شود. با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای مبتنی بر زمین و جو آن، محققانی از دانشگاه هاروارد و ناسا دوام و استعداد اثر اکسیژن در نور ستاره‌ای در حال گذر از میان جو یک سیاره خارجی شبه زمینی را محاسبه کرده‌اند. این محققان معتقدند یک سیاره شبه‌زمینی در حال گذار پیرامون یکی از نزدیکترین ستارگان وجود دارد و این جایی است که تلسکوپ جیمز وب ناسا قادر به ردیابی و کشف این اثر زیستی خواهد بود. در این میان، ماهواره پیشنهادی ناسا موسوم به سیاره یاب زمینی TPF که می‌تواند در سال 2020 به فضا پرتاب شود، به قدر کافی از قدرت و توانایی لازم برای یافتن و تشخیص سیارات غنی از اکسیژن در منظومه‌های بسیار دورتر از زمین برخوردار خواهد بود؛ حتی زمانی که آنها در حال گذر از مقابل ستارگان مادری خود نیستند نیز می‌تواند در چنگ ردیابی این ماهواره پیشرفته گرفتار شده تشخیص‌شان دهد، چون قادر به مشاهده نور بازتابی از سطح آن سیاره خواهد بود. به گفته محققان، از آنجا که این کاشف سیارات زمینی، منظومه‌های خورشیدی خیلی بیشتری را در میدان دید خود خواهد داشت، بهترین شانس ردزنی و تشخیص جهان‌های غنی از اکسیژن را مطرح خواهد کرد. با این اوصاف، اکسیژن به خودی خود وجود حیات را تأیید نمی‌کند، بخصوص در مورد سیاره‌ای که نزدیک به ستاره والدش باشد. انرژی در حال جریان حاصل از این ستاره هرگونه آبی را تبخیر کرده و به دنبال آن بخار آب حاصل را به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می‌کند. هیدروژن به درون فضا نشت می‌کند و پشت سر خود جوی مملو از اکسیژن را بر جای می‌گذارد.

محققان معتقدند در سیاره‌ای با فاصله بسیار از ستاره والدش، خیلی سخت است که به رغم وجود نوعی فراوانی اکسیژن، اثری از حیات وجود نداشته باشد. در واقع اکسیژن می‌تواند نوعی علامت و امضای زیستی مناسب باشد، به شرطی که شناسایی شرایط و اوضاع و احوال توسط ما به دقت و با احتیاط صورت گیرد.

توجه دانشمندان و محققان اختر زیست شناس به نشانه‌های حیات فرازمینی از نوع اکسیژن آنها را از توجه به دیگر آثار زیستی در حیات فرا زمینی باز نداشته است، به نحوی که اثر و امضای زیستی احتمالی دیگری ممکن است در نور بازتابیده از ماده زنده یافت شود. در همین خصوص، محققانی از انستیتوی علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور مریلند که اقدام به اندازه‌گیری قطبی شدن نور برگشتی از برگ‌ها و سیانوباکتری‌ها کرده‌اند، نتایج کار خود را طی همایش اخیر اعلام کردند. محققان دریافتند حدود یک درصد این نور به طور مدور پلاریزه می‌شود که می‌تواند به وسیله یکی از تلسکوپ‌های غول‌آسای مستقر در زمین با آیینه‌های به عرض 30 متر یا بیشتر مورد ردیابی واقع شود که پیش‌بینی می‌شود طی دهه آینده به خدمت گرفته شوند. در همین ارتباط و در پاسخ به گمانه‌زنی‌های حیات فرازمینی، پل دیویس فیزیکدان و زیست اخترشناس دانشگاه آریزونا معتقد است هرگونه حیات یافت شده در یک منظومه خورشیدی بیگانه از اهمیت بسیاری برخوردار خواهد بود، چون که چنین شکل حیاتی باید به طور مستقل از ما بروز کرده باشد. به اعتقاد وی احتمال این که تکه سنگی از زمین جدا شده و یک میکروارگانیسم زمینی را همراه خود به سیاره شبه‌زمینی دیگری در منظومه ستاره‌ای دیگر منتقل کرده باشد، بی‌نهایت کوچک است. ایده چالش برانگیز این دانشمند و اصرار بر مستقل بودن حیات فرا زمینی در حالی مطرح می‌شود که در همین اواخر، کشف 2 شهاب سنگ نویافته با منشا سنگ‌های زمینی، تعریف دانشمندان از خاستگاه و نحوه تشکیل اخترواره‌ها را دستخوش تحول کرده است. به گزارش محققانی از موسسه کارنگی و دانشگاه‌های مریلند و تنسی، این شهاب سنگ‌های نویافته پاره‌هایی از اخترواره کهن هستند که مرکب از سنگ غنی از کانی فلدسپار موسوم به اندزیت است که یکی از سنگ‌های آذرین متداول در زمین و در مناطقی است که صفحات زمین ساختی با برخورد به هم آتشفشان‌ها را به وجود می‌آورند و تجزیه و تحلیل ایزوتوپ‌های اکسیژن نمونه کشف شده ادعای برخی محققان مبنی بر این که شهاب سنگ‌ها پاره‌هایی از ماه یا یک سیاره بوده‌اند نه یک اخترواره را رد می‌کند. محققان معتقدند مشابه سنگ‌هایی که در این شهاب سنگ‌ها کشف شده، پیش از این تنها در روی زمین شناخته شده بودند و به همین دلیل این نمونه‌های منحصر به فرد را می‌توان نخستین نوع خود از جایی در منظومه شمسی به حساب آورد. تا به حال هیچ شهاب سنگی نظیر این آسمان‌سنگ‌ها مشاهده نشده و آنچه بیش از هر چیز توجه دانشمندان را به خود جلب کرده، وجود ترکیبات مشابه این سنگ‌ها با پوسته قاره‌ای اندزیتی زمین است، یعنی همان چیزی که زمین زیر پای ما را می‌سازد. 2‌‌شهاب سنگ نویافته، طی برنامه کاوش جنوبگان اخترواره‌ها (انسمت) در فصل عملیاتی 2007/2006 و در منطقه‌ای از قطب جنوب موسوم به قلمرو یخی نوناتاک کشف شده بودند و دانشمندان با بررسی آنها بلافاصله تشخیص دادند با اخترواره‌هایی که پیش از این شناخته شده‌اند، فرق دارند.

اما شواهد نشان می‌دهد به‌کارگیری فناوری پیشرفته طیف نگاری نور بازتابی و تفسیر آن کاربرد دیگری نیز می‌تواند داشته باشد، به نحوی که نور آبی و سرخ بازتابیده از یک جهان بیگانه می‌تواند برای تهیه نقشه‌هایی از اقیانوس‌های آن جرم سماوی مورد استفاده واقع شود. هر چند وجود آب مایع روی یک سیاره خارجی، وجود حیات بندرگاهی همانند آنچه در روی زمین است را ثابت نمی‌کند، اما ممکن است دست‌کم دلالت بر قابل سکونت بودن این سیاره باشد. سیارات خارجی بسیار دورتر از آن هستند که ما قادر به دیدن سطوحشان به طور دقیق و همراه جزییات باشیم، اما آزمایش جالبی از سوی محققان دانشگاه واشنگتن حاکی از این است که ردیابی و کشف اقیانوس‌ها روی چنین جهان‌هایی هنوز هم می‌تواند امکان‌پذیر باشد. این گروه داده‌هایی را مورد استفاده قرار دادند که به اندازه‌گیری‌های نور از زمین و از فاصله 50 میلیون کیلومتری توسط فضاپیمای DI ناسا مربوط می‌شد و نشان داد رنگ ظاهری زمین در طول زمان فرق می‌کند.محققان در همایش بالتیمور خاطرنشان کردند وقتی آب بیشتری روی سطح رو به کاوشگر وجود دارد، سیاره آبی‌تر به نظر می‌رسد و زمانی که منطقه وسیعی از زمین مثل قاره آسیا رو به دید کاوشگر می‌چرخد، زمین سرخ‌تر دیده می‌شود. از نتایج این گروه، محققان قادر به ارائه نقشه خامی از چگونگی توزیع خشکی و آب روی سیاره ما شدند و معتقدند تلسکوپی همانند ردیاب سیاره زمینی پیشنهادی ناسا می‌تواند همین کار در مورد سیارات خارجی شبه زمینی صورت دهد.

گردهمایی بالتیمور و به میان کشیدن روایتی جدید از جستجوی حیات ماورای زمین و منظومه شمسی و تدارک نسل جدید تلسکوپ‌های شکارچی که قرار است بیگانه‌هایی را نشانه رود که هم‌چون ساکنان زمین هوا را تنفس می‌کنند، بخشی از تلاش‌های بشر برای پاسخ به این پرسش بنیادی است که در این جهان ژرف تنهاست یا سیاره‌ای دیگر مشابه زمین در عالم گیتی وجود دارد. طی ماه‌های گذشته، گروهی از دانشمندان برای نخستین بار موفق به نمایان ساختن انتشارات حرارتی سیاراتی خارج از منظومه شمسی و از روی زمین شدند که به نوبه خود سرآغاز ورود به مرزهای جدیدی برای شناخت بیشتر جهان‌های بیگانه محسوب می‌شود. شناسایی جوهای سیاراتی خارج از منظومه شمسی و در دل کهکشان راه شیری نظیر سیاره OGLE-TR-56 b که از گروه سیارات حجیم موسوم به مشتری‌های داغ به شمار می‌رود و تاکنون تنها از طریق رصدهای فضایی امکان پذیر بود، سرفصل نوینی را برای مطالعه جهان‌های بیگانه باز می‌کند و بخصوص برای تلسکوپ اسپایتزر به عنوان سامانه اصلی فضایی این گونه تحقیقات که بزودی به آخر مرزهای توانایی خود در کرانه‌های سرد می‌رسد، بسیار حیاتی خواهد بود. اکنون و در حالی که زمین روزهای پرکار و شلوغی را در تدارک تلسکوپ‌های شکارچی و رصد سیارات خارجی برای ردزنی علائم زیستی می‌گذراند، فضا نیز طی هفته‌های اخیر شاهد عزیمت فضاپیمای کپلر ناسا با آن تلسکوپ پیشرفته و دوربین‌های فوق حساس در منظومه‌های ستاره‌ای دوردست در جستجوی جرمی آشناتر است. جرمی مشابه سیاره زمین با سطحی صخره‌ای که در مدار ستاره‌ای در حال چرخش بوده و با داشتن جوی نه بسیار داغ و نه بسیار سرد، احتمال وجود حیات را در خود داشته باشد. به گفته ناسا، هدف نهایی و 20 ساله از آغاز چنین ماموریتی این است که شاید روزی بتوان تصویری از لکه‌ای آبی رنگ و شبه زمینی که در مدار ستاره‌ای در گردش است را به ثبت رساند، همان تصویر آشنایی که از چهره زمین خودمان از فضا در خاطره ساکنانش نقش بسته و امیدوار است اگر نه دوقلو و همزادی، حداقل مشابهی داشته باشد.

مترجم: مهریار میرنیا
منابع: Universe today / Newscientist