جیمز وب می‌تواند حیات بیگانه را در عرض چند ساعت شناسایی کند؛ اما چگونه؟!

دانشمندان در حال بازنگری نحوه شناسایی حیات بیگانه با تمرکز بر سیاراتی بسیار متفاوت از زمین هستند. به جای جستجوی نشانه‌های زیستی آشنا مانند اکسیژن، آن‌ها در حال بررسی متیل هالیدها هستند – گازهایی که توسط میکروب‌ها روی زمین تولید می‌شوند و می‌توانند در جوهای هیدروژنی ضخیم سیارات هایسین (Hycean) راحت‌تر شناسایی شوند. تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) می‌تواند این گازها را تنها در عرض چند ساعت شناسایی کند و جستجوی حیات فرازمینی را کارآمدتر از همیشه کند.

یک مسیر جدید برای یافتن حیات بیگانه

دانشمندان روش جدیدی برای جستجوی حیات در سیارات دوردست کشف کرده‌اند، با تمرکز بر جهان‌هایی که بسیار متفاوت از زمین هستند و گازهایی که در جستجوی حیات فرازمینی تا حد زیادی نادیده گرفته شده‌اند.

در یک مطالعه جدید در مجله Astrophysical Journal Letters، محققان دانشگاه کالیفرنیا ریورساید، گروهی از گازها را برجسته می‌کنند که می‌توانند به عنوان نشانه‌های زیستی بالقوه عمل کنند. این گازها، معروف به متیل هالیدها، ممکن است در جو سیارات فراخورشیدی – سیارات فراتر از منظومه شمسی ما – با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) قابل شناسایی باشند.

متیل هالیدها ترکیبات شیمیایی هستند که از یک گروه متیل (یک کربن و سه اتم هیدروژن) متصل به یک اتم هالوژن مانند کلر یا برم تشکیل شده‌اند. در زمین، آن‌ها عمدتاً توسط باکتری‌ها، جلبک‌های دریایی، قارچ‌ها و برخی گیاهان تولید می‌شوند.

نشانه‌های زیستی شاخص‌های شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی هستند که وجود حیات را نشان می‌دهند. این‌ها می‌توانند شامل گازهای خاص در جو یک سیاره، مولکول‌های آلی یا الگوهایی در نور باشند که به فعالیت بیولوژیکی اشاره می‌کنند. دانشمندان به دنبال نشانه‌های زیستی در سیارات فراخورشیدی هستند تا مشخص کنند آیا حیات ممکن است فراتر از زمین وجود داشته باشد یا خیر.

سیارات هایسین: هدفی بهتر برای شناسایی

یک چالش بزرگ در شناسایی این گازها این است که سیارات فراخورشیدی شبیه زمین برای JWST بسیار کوچک و کم نور هستند که به جزئیات قابل مشاهده باشند.

در عوض، JWST باید به سمت سیارات فراخورشیدی بزرگ‌تری که به دور ستاره‌های قرمز کوچک می‌چرخند، با اقیانوس‌های جهانی عمیق و جوهای هیدروژنی ضخیم به نام سیارات هایسین، هدف‌گیری کند. انسان‌ها نمی‌توانند در این جهان‌ها نفس بکشند یا زنده بمانند، اما میکروب‌های خاصی ممکن است در چنین محیط‌هایی رشد کنند.

یک مزیت منحصر به فرد نشانه زیستی

ادی شویتِرمَن (Eddie Schwieterman)، اخترفیزیکدان UCR و نویسنده همکار مقاله، گفت: ”

برخلاف یک سیاره شبیه زمین، جایی که نویز جوی و محدودیت‌های تلسکوپ شناسایی نشانه‌های زیستی را دشوار می‌کند، سیارات هایسین سیگنال بسیار واضح‌تری را ارائه می‌دهند.

محققان معتقدند که جستجوی متیل هالیدها در جهان‌های هایسین یک استراتژی بهینه برای زمان حال است.

میکائیلا لئونگ (Michaela Leung)، دانشمند سیاره‌شناسی UCR و نویسنده اول مقاله، گفت:

اکسیژن در حال حاضر شناسایی آن در یک سیاره شبیه زمین دشوار یا غیرممکن است. با این حال، متیل هالیدها در جهان‌های هایسین فرصتی منحصر به فرد برای شناسایی با فناوری موجود ارائه می‌دهند.

سرعت و کارایی با JWST

علاوه بر این، یافتن این گازها می‌تواند آسان‌تر از جستجوی انواع دیگر گازهای نشانه زیستی باشد که نشان دهنده حیات هستند.

لئونگ گفت:

یکی از مزایای بزرگ جستجوی متیل هالیدها این است که شما به طور بالقوه می‌توانید آن‌ها را در عرض 13 ساعت با جیمز وب پیدا کنید. این مشابه یا بسیار کمتر از زمانی است که شما برای یافتن گازهایی مانند اکسیژن یا متان به زمان تلسکوپ نیاز دارید.” “زمان کمتر با تلسکوپ به معنای هزینه کمتر است.

آیا حیات می‌تواند در محیط‌های شدید رشد کند؟

اگرچه اشکال حیات متیل هالیدها را روی زمین تولید می‌کنند، این گاز در غلظت‌های پایین در جو ما یافت می‌شود. از آنجایی‌که سیارات هایسین ترکیب جوی بسیار متفاوتی دارند و به دور نوع متفاوتی از ستاره می‌چرخند، این گازها می‌توانند در جو آن‌ها جمع شوند و از سال‌های نوری دور قابل شناسایی باشند.

شویتِرمَن گفت:

این میکروب‌ها، اگر آن‌ها را پیدا کنیم، بی‌هوازی خواهند بود. آن‌ها با نوع بسیار متفاوتی از محیط سازگار خواهند شد و ما واقعاً نمی‌توانیم تصور کنیم که چگونه به نظر می‌رسد، جز اینکه بگوییم این گازها خروجی قابل قبولی از متابولیسم آن‌ها هستند.

توسعه مطالعات بر اساس تحقیقات گذشته

این مطالعه بر اساس تحقیقات قبلی است که گازهای نشانه زیستی مختلف، از جمله دی‌متیل سولفید، نشانه احتمالی دیگر حیات را بررسی می‌کند. با این حال، متیل هالیدها به دلیل ویژگی‌های جذب قوی آن‌ها در نور مادون قرمز و همچنین پتانسیل تجمع بالا در جو غالب هیدروژن، به‌طور ویژه امیدوارکننده به نظر می‌رسند.

در حالی‌که جیمز وب در حال حاضر بهترین ابزار برای این جستجو است، تلسکوپ‌های آینده، مانند ماموریت پیشنهادی LIFE اروپا، می‌توانند شناسایی این گازها را حتی آسان‌تر کنند. اگر LIFE در دهه 2040 همانطور که پیشنهاد شده است پرتاب شود، می‌تواند حضور این نشانه‌های زیستی را در کمتر از یک روز تأیید کند.

لئونگ گفت:

اگر شروع به یافتن متیل هالیدها در چندین سیاره کنیم، این نشان می‌دهد که حیات میکروبی در سراسر جهان رایج است.” “این درک ما را از توزیع حیات و فرآیندهایی که منجر به منشأ حیات می‌شوند، تغییر می‌دهد.

گسترش جستجوی حیات

در آینده، محققان قصد دارند این کار را در مورد انواع سیارات دیگر و گازهای دیگر گسترش دهند. به عنوان مثال، آن‌ها اندازه‌گیری گازهای ساطع شده از دریای سالتون را انجام داده‌اند که به نظر می‌رسد گازهای هالوژنه مانند کلروفرم را تولید می‌کند. شویتِرمَن گفت:

ما می‌خواهیم اندازه‌گیری‌های چیزهای دیگری را که در محیط‌های شدید روی زمین تولید می‌شوند، به دست آوریم، که ممکن است در جاهای دیگر رایج‌تر باشد.

سوال نهایی: آیا ما تنهاییم؟

حتی با وجود اینکه محققان مرزهای شناسایی را پیش می‌برند، آن‌ها اذعان می‌کنند که نمونه‌برداری مستقیم از جو سیارات فراخورشیدی فراتر از توانایی‌های فعلی است. با این حال، پیشرفت‌ها در فناوری تلسکوپ و تحقیقات سیارات فراخورشیدی ممکن است روزی ما را به پاسخ دادن به یکی از بزرگترین سوالات بشر نزدیک‌تر کند: آیا ما تنهاییم؟

شویتِرمَن گفت:

انسان‌ها به این زودی‌ها از یک سیاره فراخورشیدی بازدید نخواهند کرد. اما دانستن اینکه کجا را جستجو کنیم و به دنبال چه چیزی باشیم، می‌تواند اولین قدم در یافتن حیات فراتر از زمین باشد.

منبع: Scitechdaily