نیلوفر ترکزاده: تا جایی که بشر توانسته جهان را مشاهده کند، حتی تا دورترین اجرام مانند کهکشان‌های دوردست و اختروش‌ها، ماهیت ماده یکسان است و در سرتاسر کائنات ماده همان عناصر شیمیایی را دارد که در زمین دیده میشود. از‌این‌رو ، حیات فرازمینی البته اگر وجود داشته باشد، باید از همان عناصر تشکیل شده باشد. به هر صورت یک عنصر از بین تقریباً ۱۱۰ عنصر شیمیایی، وضعیت متمایزی دارد؛ مثلاً کربن. آنچه موجب تمایز کربن میشود این است که اتم کربن با بسیاری اتم‌های دیگر از جمله خودش جفت می‌گردد و ترکیبات مختلفی را به‌وجود می‌آورد.
تعداد زیادی از ترکیبات کربنی شناسایی شده‌اند که اصطلاحاً به آن‌ها ترکیبات آلی گفته میشود. ساده‌ترین موجودات زنده نیز از تعداد زیادی بلوک‌های مختلف سازنده حیات تشکیل شده‌اند که هر یک ساختمان و عملکرد پیچیده‌ای داشته و همراه با اندرکنش بین یکدیگر بروز می‌دهند. فقط ترکیبات آلی با تنوع بسیار زیاد و شکل‌ها و عملکردهای گوناگونی که دارند، قادر به ساختن این بلوک‌های سازنده حیات می‌باشند. پس جای تعجب نیست که حیات در زمین بر پایه شیمی آلی استوار است.
برای خواندن کتاب «حیات در کیهان» کلیک کنید
شک نداریم که حیات می‌تواند برپایه انواع دیگر شیمی، مثلاً شیمی سیلیکون نیز استوار گردد که دنیای رایانه‌ها است. بنابراین به‌نظر می‌رسد که در سیاره‌های دیگر نیز همین ترکیبات پایه و اساس بلوک‌های سازنده حیات خواهند بود و موجودات زنده سیاره‌های دیگر نوعی شیمی مشابه با شیمی حیات در زمین را به‌کار خواهند بست. پس باید فرض کرد حیات در دنیاهای دیگر نیز احتمالاً بر پایه شیمی آلی بنا شده است.
ناحیه قابل زیست خورشیدی
بسیاری از ترکیبات آلی که از نظر بیولوژیکی فعال هستند، زمانی عملکرد بهتری را نشان می‌دهند که در محدوده معینی از درجه حرارت و تحت شرایط قابل تعریف خاصی قرار گیرند؛ مثلاً در محیط آبی واقع شوند. این محدوده درجه حرارت را می‌توان از روی دماهای مختلف محیطی به‌دست آورد که موجودات زنده در آن حیات دارند. در مناطق بسیار سرد قطب شمال و قطب جنوب که درجه حرارت متوسط سالیانه زیر ۱۰- درجه سانتی‌گراد است، حیات یا وجود ندارد یا بسیار اندک است. همین مطلب را می‌توانیم در مورد منطقه بسیار گرم صحرا بیان کنیم. میزان انرژی خورشیدی که در هر ثانیه به یک سانتیمتر از زمین می‌رسد و شار انرژی تابشی خورشید نام دارد، نصف همان انرژی در خط استوا است. در نتیجه، وجود حیات نیاز به درجه حرارت‌هایی دارد که در آن تغییرات شار انرژی تابشی خورشید، در محدوده باریکی بوده و نسبت حداکثر به حداقل آن از ۲ تجاوز نکند.
فاصله‌ای که در آن هنوز ناحیه قابل زیستی در زمین وجود دارد به ناحیه قابل زیست ستاره‌ای یا اکوسفر معروف است. فواصل دقیق مرزهای داخلی و خارجی ناحیه قابل زیست ستاره‌ای تابع تعدادی عوامل وابسته به زمان هستند. پس این محدوده ۰.۷AU تا ۱.۴AU به‌عنوان ناحیه قابل زیست ستاره‌ای فقط یک ضابطه اولیه است و پیش‌نیازهای دگیر آن را تغییر خواهند داد.
با حرکت زمین به مرز داخلی ناحیه قابل زیست خورشید، مساحت صحرا توسعه پیدا کرده و تمام سطح زمین بین دو قطب را فرا می‌گیرد و زمین به‌طور غیرقابل‌تحملی گرم میشود. با حرکت زمین به مرز خارجی ناحیه یخ‌های قطبی تمام سطح زمین تا خط استوا را می‌پوشانند و حیات در زمین سراسر یخ زده و غیر ممکن میشود این دو واقعه همان اتفاق‌هایی هستند که در زهره و مریخ رخ داده‌اند.
نواحی قابل زیست در اطراف ستاره‌های دیگر
اگر بخواهیم نواحی قابل زیست در اطراف ستاره‌های دیگر را بررسی کنیم به این نکته باید توجه داشته باشیم که اندازه ستاره‌ها متفاوت بوده و می‌تواند از ستاره‌های غول تا ستاره‌های کوتوله را دربربگیرد . پس به‌همین‌ترتیب درجه حرارت سطح ستاره‌ها با هم فرق دارند . اکثریت قابل‌توجه ستاره‌ها، ستاره‌های کوتوله رشته اصلی محسوب می‌شوند و ستاره‌های غول مرحله بعدی ستاره‌های رشته اصلی در دوره تکامل خود هستند. برای تعیین ناحیه قابل زیست ستارگان با استفاده از دمای مؤثر، ابتدا شار تابشی ستاره محاسبه شده و بعد با شار تابشی رسیده به زمین از خورشید مقایسه می‌گردد. آن وقت فاصله از ستاره طوری حساب میشود که شار تابشی رسیده به آن فاصله در محدوده شار تابشی ناحیه قابل زیست خورشیدی باشد.
ناحیه ی قابل زیست ستاره‌های O در حد 450AU تا 900AU است که فاصله بسیاری زیادی از ستاره محسوب میشود؛ چون این نوع ستاره‌ها فوق‌العاده داغ هستند. ستاره‌های M قابل زیست در فاصله 0,07AU تا 0,15AU واقع است، چون این ستاره‌ها نسبتاً سرد می‌باشند. پس نتیجه می‌گیریم که نسبت دو حد بالا و پائین فاصله ناحیه قابل زیست ستاره‌ای حدود ۲ است.
جرم سیاره و تبخیر جو آن
یکی دیگر از الزامات زیست‌پذیری سیاره‌ها دارا بودن جرم مناسب و صحیح است. سیاره‌ها را می‌توان به سه دسته اصلی تقسیم نمود؛ دسته اول سیاره‌های خاکی که شبیه به سیاره زمین بوده و در قسمت داخلی یک منظومه ستاره‌ای قرار می‌گیرند. جرم سیاره‌های خاکی در محدوده 0,5ME تا 5ME می‌باشد که در آن ME جرم زمین است.
دسته دوم سیاره‌های گازی است که سیاره‌هایی شبیه مشتری بوده، از هیدروژن تشکیل می‌شوند و جرم آن ها حدود 10ME تا 4000ME می‌باشد. سیاره‌های گازی در کمربند بیرون محدوده سیاره‌های خاکی، حول ستاره مرکزی می‌چرخند.
دسته سوم اجرام کمربند کویپر (Kuiper Belt) است. این اجرام شبیه به سیاره ولی کوچک و دارای هسته‌های دنباله‌دارها می‌باشند. جرم آن‌ها کمتر از یک‌هزارم ME بوده و در فاصله‌های زیاد، بیرون کمربند سیاره‌های گازی حول ستاره مرکزی دوران می‌کنند. سیاره‌های گازی خیلی پرجرم که تماماً با اقیانوس‌هایی از مولکول‌های هیدروژن مایع پوشیده شده‌اند برای هیچ نوع حیات مناسب نیستند. به‌دلیل وزن مخصوص بسیار کم هیدروژن، هر نوع ترکیب آلی یا غیرآلی به کف این اقیانوس ته‌نشین خواهد شد. یعنی هر چیزی با فرورفتن در اقیانوس هیدروژن مایع بالاخره در سطح ناحیه‌ای که هیدروژن به فاز جامد تبدیل شده، گیر می‌کند.
نتیجه‌گیری
چون اجرام کمربند کویپر بسیار دورتر از ناحیه قابل زیست هستند، باید این اجرام را علی‌رغم صلب بودن، از دسته سیاره‌های با ظرفیت بالقوه زیست‌پذیری خارج نمود. پس به‌این‌ترتیب فقط سیاره‌های خاکی باقی میمانند. ولی هر سیاره خاکی هم استعداد پروراندن حیات را ندارد. سیاره‌های بسیار پرجرم و بسیار کم‌جرم را نیز باید از فهرست خارج نمود؛ به خاطر اینکه هر سیاره یا قمری که حیات در آن وجود دارد باید بتواند جو خود را نگهدارد. اگر جاذبه گرانشی برای نگهداری جو کم باشد، سیاره علی‌رغم قرار گرفتن در ناحیه قابل زیست به‌زودی در اثر پدیده تبخیر، اقیانوس‌های خود را از دست می‌دهد و مانند ماه تبدیل به سیاره‌ای با سطح تماماً خشک و صلب می‌گردد. البته این حرف به‌معنای آن نیست که در سیاره‌های کم‌جرم، حتی در شرایط غیر عادی و خاص نیز اقیانوس ها باقی نمی‌مانند.