کدام ویژگیها و خصوصیات کره زمین برای حیات ضروری هستند و دانشمندان چگونه این ویژگیها را در سایر سیارهها شناسایی میکنند؟ این سوالی است که اخیرا یک تیم مطالعاتی در صدد پاسخگویی به آن برآمدهاند.
به تازگی یک تیم پژوهشگر با مجموعهای از تخصصها، از علم زمینشیمی (Geochemistry) تا علوم سیارهای و نجوم، مقالهای منتشر کردهاند که جامعه تحقیقاتی را به آگاهی از اهمیت بالای دینامیک درونی سیاره در ایجاد محیطی مناسب برای زندگی ترغیب میکند. با توجه به تواناییها و قابلیتهای موجود، مشاهده ترکیب جوی یک سیاره فراخورشیدی نخستین راه کاوش و جستجو به منظور حصول اطمینان از زیستپذیری جایی غیر از سیاره زمین خواهد بود. با این حال آنگونه که این تیم پژوهشگر اظهار میکنند تصویری حقیقی از قابل سکونت بودن یک سیاره میبایست بیانگر این باشد که جو یک سیاره با آنچه در درون آن اتفاق میافتد چه ارتباطی دارد و چگونه توسط آن شکل میگیرد.
به عنوان مثال، در زمین، تکتونیک یا زمینساخت صفحهای (Plate Tectonics) برای حفظ و تداوم شرایط آب و هوایی محلی که در آن حیات بتواند رشد کند، امری ضروری محسوب میشود. علاوه بر این، بدون پروسه چرخه ماده میان سطح و درون زمین، مکانیزم همرفتی (Convection) که میدان مغناطیسی زمین را هدایت میکند امکانپذیر نخواهد بود و بدون یک میدان مغناطیسی، ما توسط پرتوهای کیهانی به اصطلاح بمباران میشویم.
آنات شهار (Anat Shahar) یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی میگوید: «ما نیازمند درک بهتری از چگونگی تاثیر ترکیب و درون یک سیاره بر قابلیت زیستپذیری آن هستیم که بدین منظور میتوانیم از سیاره خودمان یعنی زمین شروع کنیم.» او ادامه میدهد: «ما میتوانیم از این مسئله در جهت جستجو و کاوش برای سیارههای فراخورشیدی و سامانههای ستارهای، محلهایی که حیات در آنها امکان رشد دارد، کمک بگیریم؛ تشخیص این امر نیز میتواند با استفاده از تلسکوپها انجام گیرد.»
تخیل یک هنرمند از سطح ستاره فراخورشیدی برنارد بی (Barnard’s Star b) که احتمال میرود برای حیات فرازمینی مناسب باشد
همه اینها با فرایند شکلگیری آغاز میگردد؛ سیارهها از حلقهای چرخشی از غبار و گاز تشکیل شدهاند که یک ستاره نوپا و جوان را احاطه کرده است. تودههای اصلی که سیارههای سنگی از آنها تشکیل میشوند، شامل سیلیکون، منیزیم، اکسیژن، کربن، آهن و هیدروژن هستند. اما فروانی آنها و گرمایش و سرمایشی که در دوران نوپایی خود تجربه مینمایند بر ماهیت شیمیایی درونی آنها و در نتیجه مواردی مانند حجم اقیانوسها و ترکیب جوی اثرگذار خواهد بود.
پیتر دریسکول (Peter Driscoll) دیگر عضو این تیم تحقیقاتی عنوان میکند: «یکی از مهمترین سوالاتی که باید بپرسیم این است که آیا ویژگیهای زمینشناختی و دینامیکی که سیاره ما را قابل سکونت میکنند قابل تولید در سیارههای دیگر با ترکیبات متفاوت هستند یا خیر؟»
بر اساس ادعای این تیم پژوهشگر، جستجو برای زندگی فرازمینی میبایست با رویکردی مشتمل بر علوم مختلف انجام گیرد؛ رویکردی که مشاهدات نجومی، تجارب آزمایشگاهی، وضعیت درونی سیارهها و همچنین مدلسازیها و شبیهسازیهای ریاضی را با یکدیگر درمیآمیزد.
در سالهای اخیر نیز ماموریتهایی به قمرهای مشتری و زحل منجر به آشکار شدن توانایی بالقوه این سیارات برای محافظت از زندگی شده است. مشتری، سیارهای غولپیکر و متشکل از گاز است که در حالت عادی امکان سکونت در آن وجود ندارد؛ اما قمرهای یخی آن، خصوصا اروپا (Europa)، این دارای چنین قابلیتی هستند. گالیلئوی (Galileo) ناسا اولین ماموریتی بود که بهطور ویژه برای حرکت به دور این سیاره و مطالعه قمرهایش طراحی شده بود. در این ماموریت، تصاویر و اطلاعاتی در سامانه جوویان (Jovian) از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۳ و طی ۱۲ بار عبور از اروپا جمعآوری شد.
علاوه بر اینها، سطح اروپا به آبهای یخزده قطب جنوب شباهت دارند. فرانسوا پوله (Francois Poulet)، یکی از اعضای انجمن فیزیک نجومی در دانشگاه پاریس سود (University of Paris-Sud) میگوید: «نشانهها حاکی از آن است که این یخها از نظر زمینشناسی نسبتاً تازه هستند و این میتواند مهر تاییدی بر اثر متقابل آنها با ذخایر آب زلال باشد.» همچنین در دسامبر ۲۰۱۲، تلسکوپ فضایی هابل در فراز قطب جنوب اروپا مقداری بخار آب کشف کرده است و اینگونه مطرح شد که این بخار از فوران ستونهای آب به وجود آمده است.
همچنین باید در نظر داشت حتی با فرض اینکه هر سیاره قابل سکونتی لزوما باید شبیه به زمین باشد، احتمال اینکه ما تنها نباشیم وجود دارد! طبق برآورد زیستاخترشناسان، حدود ۵۰۰ سیاره قابل سکونت در کهکشان راه شیری وجود دارد که از جهاتی شبیه به زمین و سازگار با معیارهای زیر میباشند:
– دارای فاصلهای مناسب از سیارهای مانند خورشید هستند؛ به این معنی که آنها به اندازه کافی از گرما و تابش شدید دور هستند اما نه آنقدری که بیش از حد سرد باشند. چنین فاصلهای را «حوزه قابل سکونت» (habitable zone) مینامند.
– از سنگ ساخته شدهاند. سیارههای مشتری، زحل و اورانوس در منظومه شمسی از گاز تشکیل شدهاند؛ بنابراین امکان سکونت و رشد حیات در چنین سیاراتی مورد انتظار نیست.
– آنقدر بزرگ هستند که یک هسته مذاب داشته باشند. هسته زمین برای ما منبعی از انرژی گرمایی فراهم میآورد، شرایط را برای چرخه مواد خام ایجاد میکند و همچنین یک میدان مغناطیسی را در اطراف سیاره ایجاد مینماید که از ما در برابر اشعه و تابش محافظت میکند. مریخ احتمالا زمانی یک هسته مایع گرم داشته است، اما از آنجایی که سیارهای کوچکتر از زمین است گرمای آن سریعتر مستهلک میشود.
– دارای اتمسفر یا فضای اطراف محافظت کننده هستند. اتمسفر دارای دی اکسید کربن و گازهای دیگری است که موجب گرم نگه داشتن سیاره میشوند و از سطح آن در مقابل اشعه و تابش حفاظت میکنند.
در دهه آینده و با بهرهگیری از نسل جدید تلسکوپها، دانشمندان به طور جدی جستجوی نشانههای حیات در سیارههای فراخورشیدی سنگی را آغاز خواهند کرد. البته طبق گفته اعضای این تیم مطالعاتی، چنین مشاهداتی باید با درک بهتری مورد بررسی و پژوهش قرار گیرند؛ درکی از اینکه چگونه آرایش کلی و زمینشیمی یک سیاره در تعیین سیر تکاملی آن برای ایجاد شرایط حیات موثر است.
