«جیمز وب» ثابت کرد که امکان جستجوی حیات فرازمینی در جو سیارات فرازمینی وجود دارد.


داده های اخیر تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان می دهد که این تلسکوپ پتانسیل جستجوی نشانه هایی از حیات فرازمینی را دارد.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی دیارمیرسا، به گزارش IA، اجزای سازنده زندگی در سراسر جهان پراکنده است. اگرچه زمین تنها مکانی در جهان است که در آن حیات وجود دارد، شناسایی حیات فراتر از زمین هدف اصلی ستاره‌شناسی و سیاره‌شناسی مدرن است.

کریس ایمپتی، استاد نجوم در دانشگاه آریزونا، و دانیل آپای، استاد نجوم و علوم سیاره‌شناسی در دانشگاه آریزونا، مقاله‌ای در این باره در مجله گفتگو منتشر کردند:

به لطف تلسکوپ های نسل بعدی مانند جیمز وب، دانشمندانی که در حال مطالعه سیارات فراخورشیدی و اختر زیست شناسی هستند به زودی قادر خواهند بود ترکیب شیمیایی اتمسفر سیاراتی را که به دور ستارگان دیگر می چرخند، مطالعه کنند. آنها انتظار دارند که یک یا چند سیاره دارای امضای شیمیایی حیات باشند.

سیارات فراخورشیدی قابل سکونت

حیات می تواند در منظومه شمسی با آب مایع وجود داشته باشد. مانند سطح مریخ یا در اقیانوس های قمر مشتری اروپا. با این حال، جستجوی حیات در این مکان‌ها بسیار دشوار است، زیرا دسترسی به آن‌ها دشوار است و باید یک کاوشگر برای بازگرداندن نمونه‌های فیزیکی برای شناسایی حیات فرستاده شود.

بسیاری از اخترشناسان بر این باورند که حیات در سیاراتی که به دور ستارگان دیگر می چرخند امکان پذیر است و در اینجاست که حیات برای اولین بار کشف شد.

محاسبات نظری نشان می دهد که حدود ۳۰۰ میلیون سیاره قابل سکونت در کهکشان راه شیری وجود دارد و چندین سیاره قابل سکونت به اندازه زمین تنها ۳۰ سال نوری از زمین فاصله دارند که همسایگان کهکشانی انسان هستند. ستاره شناسان تاکنون بیش از ۵۰۰۰ سیاره فراخورشیدی از جمله صدها سیاره قابل سکونت را با استفاده از روش های غیرمستقیم کشف کرده اند که بررسی می کنند چگونه یک سیاره بر ستاره نزدیک خود تأثیر می گذارد. این بررسی ها می تواند اطلاعاتی در مورد جرم و اندازه یک سیاره فراخورشیدی به ستاره شناسان بدهد، اما چیز زیادی در مورد آن نمی گوید.

در جستجوی ردپای بیولوژیکی

برای یافتن حیات در یک سیاره دور، اختر زیست شناسان نور ستارگانی را که با سطح یا جو یک سیاره برهم کنش داشته اند، بررسی می کنند. اگر زندگی جو یا سطح را تغییر داده باشد، نور ممکن است حاوی سیگنالی به نام امضای زیستی باشد.

در نیمه اول زندگی، زمین جوی بدون اکسیژن داشت. حتی اگر میزبان ساده و تک سلولی باشد. ردپای بیولوژیکی زمین در این دوره اولیه بسیار ضعیف بود. این به طور ناگهانی ۲.۴ میلیارد سال پیش زمانی که خانواده جدیدی از جلبک ها تکامل یافت تغییر کرد. جلبک ها از فرآیند فتوسنتز استفاده کردند که اکسیژن آزاد تولید کرد. اکسیژنی که از نظر شیمیایی با هیچ عنصر دیگری پیوند ندارد. اتمسفر غنی از اکسیژن زمین یک اثر زیستی قوی و به راحتی قابل تشخیص در نوری که از آن می گذرد بر جای گذاشته است.

هنگامی که نور از سطح یک ماده منعکس می شود یا از یک گاز عبور می کند، برخی از طول موج های نور بیشتر از بقیه در سطح گاز یا ماده به دام می افتند. به دام انداختن انتخابی طول موج های نور به دلیل رنگ های متفاوت مواد است. برگها سبز هستند زیرا کلروفیل در جذب نور در طول موجهای قرمز و آبی بسیار خوب است. هنگامی که نور به برگ برخورد می کند، طول موج های قرمز و آبی جذب می شود و بیشتر نور سبز به چشمان ما باز می گردد.

الگوی نور از دست رفته توسط ساختار خاصی از ماده ای که نور با آن تعامل دارد تعیین می شود. به همین دلیل، ستاره شناسان می توانند با مشاهده رنگ خاص نوری که از یک سیاره می آید، ترکیب جو یا سطح یک سیاره فراخورشیدی را مطالعه کنند.

از این روش می توان برای تشخیص وجود برخی گازهای جوی مانند اکسیژن یا متان که با حیات مرتبط هستند استفاده کرد، زیرا این گازها آثار بسیار خاصی را در نور از خود به جای می گذارند. همچنین از این روش می توان برای تشخیص رنگ های عجیب در سطح سیاره استفاده کرد. به عنوان مثال، روی زمین، کلروفیل و سایر رنگدانه هایی که توسط گیاهان و جلبک ها برای فتوسنتز استفاده می شوند، طول موج های خاصی از نور را جذب می کنند. این رنگدانه ها رنگ های خاصی تولید می کنند که با استفاده از دوربین حساس مادون قرمز قابل تشخیص هستند. اگر بخواهید این رنگ را روی سطح سیاره ای دور منعکس کنید، می تواند نشان دهنده وجود کلروفیل باشد.

زمین و تلسکوپ فضایی

تشخیص این تغییرات ظریف در نور از یک سیاره فراخورشیدی قابل سکونت به یک تلسکوپ فوق العاده قدرتمند نیاز دارد. در حال حاضر تلسکوپ فضایی جیمز وب تنها تلسکوپی است که به چنین شاهکاری دست یافته است. جیمز وب که فعالیت علمی خود را در جولای ۲۰۲۲ آغاز کرد، طیف نوری یک سیاره فراخورشیدی غول پیکر گازی معروف به “WASP-96b” را مطالعه کرد. این طیف نوری وجود آب و ابر را نشان می‌داد، اما سیاره‌ای به بزرگی و داغی WASP-96b بعید به نظر می‌رسید که از حیات پشتیبانی کند.

با این حال، داده های اولیه نشان می دهد که جیمز وب می تواند نشانه های شیمیایی ضعیف را در نور سیارات فراخورشیدی تشخیص دهد. در ماه های آینده، جیمز وب قصد دارد آینه های خود را به TRAPPIST-1e تبدیل کند، سیاره ای قابل سکونت به اندازه زمین و تنها ۳۹ سال نوری از ما.

"جیمز وب" ثابت شد که امکان جستجوی حیات فرازمینی در جو سیارات فرازمینی وجود دارد

جیمز وب می‌تواند نشانه‌های حیات را هنگامی که سیارات از مقابل ستاره‌های میزبان خود عبور می‌کنند تشخیص دهد و نور ستاره‌ای که در جو سیاره دیده می‌شود را ثبت کند، اما جیمز وب برای جستجوی حیات طراحی نشده است. بنابراین، این تلسکوپ تنها می تواند نگاه دقیق تری به برخی از نزدیک ترین سیارات قابل سکونت داشته باشد. همچنین جیمز وب تنها توانست تغییرات در میزان دی اکسید کربن، متان و بخار آب موجود در جو را تشخیص دهد. اگرچه ترکیب خاصی از این گازها می تواند نشان دهنده حیات باشد، جیمز وب قادر به تشخیص وجود اکسیژن غیر پیوندی که قوی ترین نشانه حیات در نظر گرفته می شود، نبود.

از جمله ایده های پیشرو در آینده و تلسکوپ های فضایی حتی قدرتمندتر، طرح هایی برای جلوگیری از نور درخشان ستاره میزبان سیاره و نشان دادن نور منعکس شده از سیاره است. این مفهوم شبیه به استفاده از دست برای جلوگیری از نور خورشید برای دیدن بهتر چیزی دورتر است. تلسکوپ‌های فضایی آینده ممکن است از فضاپیمای بزرگ‌تری مانند آمبرلا برای این کار استفاده کنند. وقتی نور ستاره مسدود می شود، بررسی نور ساطع شده از یک سیاره بسیار آسان تر است.

علاوه بر این، سه تلسکوپ بزرگ زمینی در دست ساخت هستند که می توانند به دنبال امضاهای زیستی بگردند. «تلسکوپ غول پیکر ماژلان»، «تلسکوپ سی متری» و «تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی». همه این تلسکوپ‌های زمینی بسیار قدرتمند هستند و می‌توانند اتمسفر نزدیک‌ترین سیارات را برای یافتن اکسیژن بررسی کنند.

"جیمز وب" ثابت شد که امکان جستجوی حیات فرازمینی در جو سیارات فرازمینی وجود دارد

زیست شناسی یا جغرافیا؟

حتی با قوی‌ترین تلسکوپ‌ها در دهه‌های آینده، اخترشناسان قادر خواهند بود تنها قوی‌ترین علامت‌های زیستی تولید شده توسط جهان‌هایی را که به طور کامل توسط حیات تغییر شکل داده‌اند، شناسایی کنند.

بیشتر گازهای ساطع شده از موجودات زمینی نیز می توانند توسط فرآیندهای غیر بیولوژیکی تولید شوند. گاوها و آتشفشان ها متان آزاد می کنند. فتوسنتز اکسیژن تولید می کند، اما زمانی که نور خورشید مولکول های آب را به اکسیژن و هیدروژن تقسیم می کند. اخترشناسان نیز احتمالاً هنگام جستجوی زندگی دوردست، برخی از موارد مثبت کاذب را پیدا خواهند کرد. برای کمک به رد موارد مثبت کاذب، ستاره شناسان باید سیاره را بهتر درک کنند تا بفهمند آیا فرآیندهای زمین شناسی یا جوی ممکن است نشان دهنده ردپای بیولوژیکی باشد.

نسل بعدی تحقیقات سیارات فراخورشیدی می تواند شواهد بیشتری برای وجود حیات ارائه دهد. اولین داده های منتشر شده از تلسکوپ فضایی جیمز وب می تواند به ما ایده ای از پیشرفت هیجان انگیز پیش رو بدهد.

این تحقیق در مجله “The Conversation” منتشر شده است.

به اشتراک بگذارید