مخلوط گازهای شناسایی‌شده در یک سیاره فراخورشیدی نشان می‌دهد که ممکن است اقیانوسی از آب مایع در زیر جو غنی از هیدروژن آن وجود داشته باشد. هرچند که وجود حیات بیگانه در این سیاره تأیید نشده است، اما این ترکیبات ردی از وجود آن هستند.

تلسکوپ فضایی «جیمز وب» اخیراً سیاره‌ای دوردست به نام «K2-18 b» را رصد کرده است. تجزیه‌و‌تحلیل اطلاعات به‌دست‌آمده از جو این سیاره توسط تیمی از محققان اروپایی نشان داد که در جو این سیاره مقدار زیادی متان و دی‌اکسید کربن وجود دارد. دانشمندان همچنین ردپای مقدار ناچیزی از آمونیاک را نیز کشف کردند. این ترکیبات نشان می‌دهند که سیاره مذکور احتمالاً یک سیاره اقیانوسی است. دانشمندان پیش از این چنین فرضیه‌ای را در مورد این سیاره مطرح کرده بودند.

K2-18 b در فاصله مناسبی از ستاره خود قرار دارد و همین یکی از نشانه‌های مثبت برای حضور حیات بیگانه در آن است. خبر کشف این سیاره را می‌توانید از اینجا بخوانید.

دانشمندان عقیده دارند که با به‌دست‌آوردن اطلاعات بیشتر از جو این سیاره و تحلیل آن، احتمالاً بتوانند ترکیب دیگری به نام «دی‌متیل سولفید» را نیز پیدا کنند. این یکی دیگر از ترکیباتی است که در اثر وجود حیات ساخته می‌شود. پس در مشاهدات بعدی، دانشمندان تلاش خواهند کرد که به این سؤال پاسخ دهند: آیا دی‌متیل سولفید در ترکیبات جو این سیاره وجود دارد؟ اگر پاسخ به این سؤال مثبت باشد، آن‌ها باید در قدم بعدی منابع احتمالی غیرزنده گاز را شناسایی کنند و توضیحی برای رد آن‌ها به‌عنوان منبع تولید گاز مذکور ارائه دهند.

حتی اگر حیات در سیاره K2-18b شناسایی نشود، بااین‌حال کمک می‌کند تا دانشمندان نوع جدیدی از سیارات را شناسایی کنند که از سیاره زمین بزرگ‌تر و از نپتون کوچک‌تر هستند. «میکو مادوسودان»، منجم دانشگاه کمبریج و نویسنده اصلی مقاله، پیش از این نظریه وجود چنین سیاراتی را مطرح کرده و گفته بود که این سیارات احتمالاً اقیانوس‌هایی از آب مایع را در زیر سطح خود دارند.

او در طرح چنین نظریه‌ای، داده‌هایی را تحلیل کرده بود که از وجود هیدروژن، متان و مقدار ناچیزی آمونیاک در سیاراتی با اقیانوس‌های آب مایع خبر می‌داد. حالا تحقیقات نشان می‌دهند سیاره بزرگی مانند K2-18b تنها درصورتی می‌تواند دارای این نسبت گازها باشد که جو آن با آب زیرین سطح برهم‌کنش داشته باشد.

او می‌گوید: «ما به مدت یک هفته در اتمسفر این سیاره که دمای بسیار کمی نیز دارد، به‌دنبال متان بودیم و درنهایت موفق به یافتن آن شدیم.»

تلسکوپ جیمز وب این سیاره را طی دو گذر ۲.۵ ساعته آن از مقابل ستاره میزبان‌اش در ماه‌های ژانویه و آوریل رصد کرد. ابزارهای ارزشمند و دقیق این تلسکوپ نور ستارگان در هنگام عبور از اتمسفر سیاره را بررسی می‌کردند تا درنهایت طیف جو سیاره را در اختیار منجمین قرار دهند. منجمین درنهایت می‌توانند با آنالیز طیف، گازهای موجود در جو سیاره را شناسایی کنند.

جیمز وب با هزینه‌ای بالغ بر ۱۰ میلیارد دلار در زمان پرتاب، حالا ارزش خود را به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای بررسی سیارات دوردست به محققان ثابت می‌کند. مادوسودان می‌گوید: «یک رصد 5 ساعته با تلسکوپ فضایی جیمز وب معادل با 8 رصد ترکیبی با تلسکوپ فضایی «هابل» است که سال‌ها طول می‌کشید.» تلسکوپ فضایی هابل حدود ۳۳ سال پیش به فضا پرتاب شد.

کجا به‌دنبال حیات بیگانه بگردیم؟

دانشمندانی که به‌دنبال حیات در دیگر سیارات می‌گردند، از دو باور مختلف پیروی می‌کنند. برخی انتظار دارند که حیات را در سیارات سنگی مانند زمین بیابند. دسته دوم عقیده دارند که برای یافتن حیات باید سیاراتی را مورد مطالعه قرار داد که اقیانوس‌هایی از آب مایع در آن‌ها به‌وفور وجود دارد.

مطالعات جدید سرنخ‌هایی را ارئه می‌دهند که نشان از درستی نظریه دوم (وجود حیات در سیارات با اقیانوس آب مایع) دارند. بااین‌حال، نظریه اول هنوز رد نشده است و جیمز وب برای آنکه تکلیف آن را روشن کند، به‌تازگی نگاهی به سیاراتی با ابعاد حدودی زمین کرده است که «TRAPPIST-1 b» و «TRAPPIST-1 c» نام دارند. این مطالعات نشان داد این دو سیاره سنگی فاقد اتمسفر هستند که همین امر وجود حیات در آن‌ها را رد می‌کند؛ زیرا می‌دانیم اتمسفر به‌عنوان نوعی سپر دفاعی در برابر گاز دی‌اکسید کربن عمل می‌کند و عدم وجود اتمسفر سبب می‌شود این گاز کشنده و خطرناک در سطح سیاره به‌وفور یافت شده و از شکل‌گیری حیات جلوگیری کند. این مطالعه نشان می‌دهد سیارات سنگی مشابه که به دور نوعی ستاره کوتوله در چرخش هستند، احتمالاً محیط مناسبی برای شکل‌گیری حیات و موجودات زنده نیستند.

«لورا کریدبرگ»، از مؤسسه نجوم «ماکس پلانک»، یکی از دانشمندانی که منظومه TRAPPIST-1 را مطالعه کرده است، می‌گوید: «چندین دهه است که سؤالاتی در این زمینه وجود دارد که آیا سیارات سنگی می‌توانند جو خود را حفظ کرده و حاوی حیات باشند؟ این بسیار عالی است که اکنون می‌توانیم با کمک تلسکوپ قدرتمندی مثل جیمز وب به این سؤالات پاسخ دهیم. توانایی وب در مطالعه سیارات فراخورشیدی واقعاً شگفت‌انگیز است.»

درحالی‌که مطالعات جیمز وب بیشتر نظریه دوم، یعنی وجود حیات در سیارات با اقیانوس‌های آب مایع را تأیید می‌کنند، اما هنوز امکان آن وجود دارد که داده‌های جدیدتر ما را شگفت‌زده کنند و نتایجی برخلاف نتایج کنونی ارئه دهند. دانشمندان باور دارند داده‌های جمع‌آوری‌شده در این زمینه و تحلیل‌های انجام‌شده روی آن‌ها درحقیقت مراحل اولیه تجزیه‌وتحلیل هستند و در ادامه ممکن است اوضاع کمی متفاوت شود.

«سارا هورست»، دانشمند سیاره‌شناسی دانشگاه «جان هاپکینز» که متخصص شیمی اتمسفر سیارات است، می‌گوید: «دانشمندان پیش از این نشان داده‌اند که شیمی اتمسفر که در نتیجه تحلیل داده‌های جیمز وب به‌دست می‌آید، بسیار به نوع آماده‌سازی داده‌ها بستگی دارد. به بیان دیگر، داده‌هایی که از جیمز وب می‌رسند، به‌صورت آنی آماده استفاده نیستند و باید آن‌ها را طی مراحل مختلف پاکسازی و آماده تحلیل کرد. این مراحل بر نتیجه نهایی تأثیرگذارند.»

او ادامه داد: «این مراحل پاکسازی و آماده‌سازی داده بر میزان فراوانی عناصر یافت‌شده در اتمسفر سیاره تأثیر مستقیم دارد.»

مادوسودان نیز با این مسئله موافق است و اعلام کرده که برای تأیید نتایج به‌دست‌آمده در مطالعات کنونی، تیمی از دانشمندان آزمایشگاه «پیشرانش جت ناسا» در تلاش هستند تا داده‌های بیشتری را با کمک تلسکوپ جیمز وب از سیارات مذکور جمع‌آوری کنند. او می‌گوید این شروع یک راه طولانی اما هیجان‌انگیز است.

سیارات فرازمینی و اقیانوس‌های ژرف

سیارات غنی از آب مانند K2-18 b نامزدهای خوبی برای جستجوی حیات بیگانه هستند، زیرا درنهایت این آب است که سبب پیدایش حیات در زمین شده. بااین‌حال، حتی سیاره‌ای با اقیانوس آب مایع و اتمسفر غنی از کربن تضمینی برای وجود ارگانیسم‌ها و یا به بیان دیگر، حیات نیست. علاوه بر این‌ها، باید فاصله سیاره از ستاره‌ میزبان، دما و اندازه خود سیاره نیز مناسب باشد تا دانشمندان آن را «منطقه قابل سکونت» بنامند.

K2-18 b به دور یک ستاره کوتوله سرد در صورت فلکی «شیر» می‌چرخد؛ مکانی در فضا که با تمام معیارهای قابل سکونت بودن یک سیاره مطابقت دارد. اما اندازه این سیاره ۸.۶ برابر زمین است که همین مسئله ممکن است سبب شود دیگر یک سیاره قابل سکونت نباشد. بزرگ‌بودن این سیاره احتمالاً سبب می‌شود تا برخی نواحی آن یخ زده باشند و یا اتمسفر آن به حدی نازک باشد که آب مایع به‌صورت بخار وارد فضای اطراف شود.

دانشمندان برای بررسی این نکته به سراغ مولکول دی‌متیل سولفید می‌روند. این مولکول روی زمین توسط دسته خاصی از فیتوپلانکتون‌ها در اقیانوس‌ها تولید می‌شود و نشانه خوبی از وجود حیات بیگانه است. با وجود اینکه شناسایی این مولکول در سیارات دیگر بسیار هیجان‌انگیز است، اما هنوز راه درازی پیش روی دانشمندان قرار دارد تا تأیید کنند یک سیاره دارای حیات است یا خیر.

به‌صورت اختصاصی، دانشمندان تاکنون با استفاده از ابزار مادون قرمز میانی تلسکوپ جیمز وب تلاش کردند تا وجود این مولکول در اتمسفر سیاره K2-18 b را تأیید یا رد کنند.

روی زمین، هیچ فرایندی برای ایجاد مولکول دی‌متیل سولفید به‌جز حیات اقیانوسی شناخته نشده است. بااین‌حال، در سیاره‌ای مانند K2-18 b ممکن است شرایط دیگری سبب تشکیل این مولکول شده باشد – موجوداتی زنده و یا شرایطی غیرارگانیک. متأسفانه درک ما از شیمی حاوی مولکول‌های گوگرد تنها محدود به اتمسفر زمین و سیاره زهره است، درحالی‌که جو سیاراتی مثل K2-18 b که عنصر غالب آن‌ها هیدروژن است، شیمی متفاوتی دارد. دانشمندان به محاسبات نظری و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی بیشتری نیاز دارند تا بدانند روش‌های ممکن برای تولید و نابودی مولکول‌هایی مانند دی‌متیل سولفید چیست.

مادوسودان می‌گوید: «با شناسایی مولکول دی‌متیل سولفید در K2-18 b، حالا وقت آن فرا رسیده است تا دانشمندان تمرکز خود را به‌صورت ویژه روی آن بگذارند و مسیرهای ممکن برای تولد و حضور آن در جو سیاره را بررسی کنند. دانشمندان باید ثابت کنند که این یک نشانگر زیستی است – همان‌طور که روی زمین این‌گونه است.»

اگر اثبات وجود حیات بیگانه تا پیش از این با مشاهده فرازمینی‌ها در حیاط خانه امکان‌پذیر بود، اما حالا نیازمند داده‌هایی ارزشمند هستیم تا ردی از شیمی آلی در این عالم بی‌انتها را برای ما آشکار سازند.