آرشیو چهار‌شنبه ۲۶‌شهریور ۱۳۹۹، شماره ۵۷۵۷
زندگی: دانش
۱۵

کشف شواهدی از آب در اقمار منظومه شمسی در کنار کشف بیش از 4000 سیاره فراخورشیدی، امید محققان به یافتن نشانه ای از حیات فرازمینی را بیشتر کرده است

در جست و جوی حیات در عالم

دکتر محسن شادمهری

بشر از زمانی که خودش را شناخته همواره این سوال برایش مطرح بوده که آیا در عالم تنهاست؟ آیا ممکن است در جایی از کیهان گونه ای از حیات - حتی از نوع غیرهوشمند - وجود داشته باشد؟ دستیابی به پاسخ این پرسش، چالشی بنیادی است؛ اما آنچه در مجامع علمی معتبر و مراکز تحقیقاتی در این زمینه در جریان است، با تصور عام که معمولا به ذهن افراد متبادر می شود، بسیار فاصله دارد. برای افراد غیرمتخصص، چنین پرسشی تداعی کننده فیلم ها و داستان های علمی- تخیلی است. در این عرصه شبه علم نیز حضور پررنگی دارد. اما به راستی در دنیای علم امروز چگونه دانشمندان در تلاش هستند پاسخی برای این پرسش بیابند و چه دستاوردهایی تاکنون داشته اند. البته حیات مساله ای است که از دیدگاه زیست شناختی نیز باید مورد بررسی قرار گیرد که مجالی جداگانه را طلب می کند. اما ببینیم اخترشناسان در مسیر پاسخ به این سوال چه کرده اند.

حیات به آن شکلی که می شناسیم نمی تواند روی سطح ستاره ها با دمای چند هزار درجه پدیدار شود. ولی بر روی سیاره ها و اقمارشان این امکان وجود دارد. خورشید، به عنوان ستاره میزبان منظومه شمسی که زمین هم عضو آن است، فقط یکی از میلیاردها ستاره تشکیل دهنده کهکشان راه شیری است. ابعاد این کهکشان باورنکردنی است. شبیه قرصی از ستاره، گاز و گرد و غبار است که قطرش به حدود صد هزار سال نوری می رسد. حال تجسم کنید که میلیاردها کهکشان، همانند کهکشان راه شیری در عالم وجود دارد و البته هر یک از آنها می توانند دارای میلیاردها ستاره باشد. پس عجیب نیست اگر فکر کنیم ممکن است تعداد زیادی سیاره هم در عالم وجود داشته باشد. در حال حاضر، بیش از 4000 سیاره در خارج  از منظومه شمسی کشف شده که از آنها با عنوان سیاره های فراخورشیدی (Exoplanets) یاد می کنیم. قطعا تعداد سیاره های فراخورشیدی خیلی بیشتر از این عدد است. البته محدودیت های فنی و رصدی مانع اصلی است و با رفع آنها، تعداد سیاره های فراخورشیدی کشف شده افزایش خواهد یافت. براساس چنین ملاحظاتی و برخی پارامترهای موثر دیگر در دهه 1340شمسی / 1960میلادی، اخترشناسی به نام فرانک دریک، برآوردی ارائه داد از تعداد تمدن هایی در کهکشان راه شیری که ممکن است قادر به تبادل سیگنال باشد. عددی که به دست آورد باورنکردنی است: ده هزار! البته این فقط یک گمانه زنی نظری بود و نه واقعیتی مسلم. اما به هر حال همین حساب و کتاب نشان می دهد احتمال وجود حیات در دنیاهای ماورای زمین صفر نیست.

اکنون تلاش بشر برای یافتن حیات در عالم را حول سه محور می توان خلاصه کرد:

کاوش سیاره ها و اقمار منظومه شمسی

جو سیاره های فراخورشیدی

آشکارسازی سیگنال های موجودات  احتمالی فرازمینی!

کاوش در منظومه شمسی

بدون تردید نخستین هدف برای یافتن حیات احتمالی، منظومه سیاره ای است که زمین هم عضوی از آن است، یعنی منظومه شمسی. در این منظومه هشت سیاره و بیش از 170 قمر و البته تعداد بی شماری سیارک وجود دارد. امکان ارسال فضاپیما برای مطالعه اجرام منظومه شمسی وجود دارد و البته طی چند دهه اخیر ماموریت های متعدد فضایی برای کاوش اسرار منظومه شمسی اعزام شده و دستاوردهای شایان توجهی هم داشته است. اما برخی از اجرام منظومه شمسی بیش از بقیه مورد توجه است. علتش ساده است: به نظر می رسد شرایط پیدایش حیات را داشته یا دارند. مریخ یکی از همان سیاره هایی است که فضاپیماهای متعددی تاکنون برای کاوش این سیاره به فضا پرتاب شده است. برخی از این ماموریت های فضایی اکنون نیز در جریان است.

به طور خلاصه تاکنون نشانی از حیات در سیاره سرخ به دست نیامده، اما دستاوردهای بی نظیری حاصل شده که نوشتاری جداگانه را طلب می کند. اما دو قمر از اقمار سیاره زحل، یعنی انسلادوس و تایتان و یک قمر از اقمار سیاره مشتری، یعنی اروپا، بسیار مورد توجه دانشمندان است. البته سیاره های زحل و مشتری، غول هایی گازی هستند که بعید است گونه ای از حیات در آنها یافت شود. اما اقمار ذکرشده خصوصیاتی دارد که این احتمال در مورد آنها مطرح است. ولی چرا و چگونه؟!

این قمرهای اسرارآمیز

انسلادوس، سطحی کاملا یخی دارد. ضخامت لایه سطحی یخی حدود پنج کیلومتر برآورد می شود. اما شواهد متعدد حکایت از آن دارد که در زیر این سطح یخ زده، یک اقیانوس عظیم مایع، احتمالا از جنس آب، به عمق تقریبی 65 کیلومتر وجود دارد. اگر چنین باشد، این احتمال وجود دارد که گونه های بسیار ساده حیات در این اقیانوس عظیم زیر لایه یخ سطحی انسلادوس وجود داشته باشد. علت وجود چنین اقیانوسی (از احتمالا آب مایع) گرمای تولید شده در اعماق انسلادوس است. این گرما به دلیل جاذبه گرانشی سیاره مادر و حرکت لایه های درونی بر روی یکدیگر ایجاد می شود.

یکی دیگر از اقمار سیاره زحل هم بسیار شگفت انگیز است: تایتان! این قمر جو بسیار غلیظی دارد، به طوری که سطح آن قابل رویت نیست. اما شواهد متعدد حکایت از آن دارد که در سطح آن دریاها یا دریاچه هایی از ترکیبات هیدروکربنی، مثل اتان و متان مایع وجود دارد. ماموریت فضاپیمای کاسینی مطالعه سیاره زحل و اقمارش بود. هنگامی که این فضاپیما به سیاره زحل رسید، بخشی از آن به نام هویگنس برای مطالعه تایتان از فضاپیمای مادر جدا شد. هویگنس وارد جو تایتان شد و بر روی آن فرود آمد. تصاویری مقابل دیدگان بشر از سطح تایتان فراهم آورد که تاکنون دیده نشده بود. یافته های هویگنس و داده های کاسینی حکایت از شرایط مستعد برای شکل گیری مولکول های پیچیده حیات در این قمر سیاره زحل دارد. ولی هنوز به داده های بیشتر نیاز است. به همین دلیل ماموریت فضایی بعدی برای مطالعه تایتان تحت عنوان دراگون فلای (Dragonfly به معنی سنجاقک) انجام خواهد شد.

دنیای شگفت انگیز بعدی، یکی از اقمار سیاره مشتری، یعنی اروپاست؛ یک دنیای یخی دیگر. ضخامت لایه سطحی یخ زده آن حدود 10 کیلومتر تخمین زده می شود. اما زیر این لایه سطحی یخ زده باید اقیانوسی از ماده ای مایع وجود داشته باشد. در این دنیای یخی هم نیروی گرانشی سیاره مادر و بقیه اقمار سیاره مشتری باعث می شود لایه های درونی قمر بر روی یکدیگر حرکت کرده و گرما تولید شود. دقیقا همین گرماست که باعث می شود زیر لایه سطحی یخی، مایع وجود داشته باشد. وجود چنین اقیانوسی از مایع، زمانی بیشتر قوت گرفت که تلسکوپ فضایی هابل در سال 1393 موفق شد فوران هایی را در سطح اروپا کشف کند. از این مهم تر، سال گذشته دانشمندان دریافتند در این فوران ها آب وجود دارد. این کشف بزرگ تاییدکننده وجود اقیانوسی از مایع در زیر سطح اروپاست که در آن آب هم وجود دارد. آیا ممکن است گونه ای از حیات حتی به شکل بسیار ابتدایی در آن وجود داشته باشد؟ هنوز نمی دانیم. ولی باید مطالعات بیشتری انجام شود. در هر صورت تعداد دنیاهای یخی منظومه شمسی، یعنی اجرامی با سطح یخ زده و اقیانوس مایع در زیر آن بین 12 تا 15 مورد برآورد می شود. اما آنچه مسلم است، این است که فعلا در منظومه شمسی هیچ نشانی از حیات یافت نشده است.

جو سیاره های فراخورشیدی

از منظومه شمسی که خارج شویم، محتمل ترین مکان پیدایش حیات سیاره هایی است که به دور ستاره های دیگر در گردش است؛ یعنی همان سیاره های فراخورشیدی. تاکنون بیش از 4000 سیاره فراخورشیدی شناسایی شده است. البته کشف فراخورشیدی ها، عمدتا مبتنی بر روش های غیرمستقیم است. به دلیل فاصله بسیار زیاد فراخورشیدی ها، امکان ارسال فضاپیما برای مطالعه آنها وجود ندارد. پس براساس نور دریافتی از سیاره های فراخورشیدی می توان خصوصیات آنها را بررسی کرد. به علاوه، اندازه مدارشان و نوع ستاره مرکزی مشخص می کند آیا بر روی سیاره آب مایع می تواند وجود داشته باشد یا خیر.

دانشمندان بر این باورند چنانچه یک سیاره فراخورشیدی دارای حیات باشد احتمالا ترکیبات جوی آنها متفاوت است با حالتی که حیات نداشته باشد. از این رو، مطالعه جو سیاره های فراخورشیدی بسیار مورد توجه است. تاکنون در جو فراخورشیدی ها عناصر و ترکیبات مختلفی نظیر آب، مونوکسید کربن، آهن، منیزیم، سدیم و پتاسیم شناسایی شده است. اما هنوز زود است که بتوان درباره وجود حیات در این دنیاها قضاوت کرد. همچنین سیاره های فراخورشیدی ای کشف شده که مدارشان به گونه ای است که آب مایع در سطح آنها می تواند وجود داشته باشد. البته این فعلا در حد یک امکان است. به همین دلیل است که برنامه های مطالعاتی گسترده ای برای مطالعه سیاره های فراخورشیدی در جریان است. اما تاکنون هیچ نشانی از حیات در سیاره های فراخورشیدی به دست نیامده است.

تنها گهواره شناخته شده برای حیات

آنچه ذکر شد، خلاصه ای بود از تلاش بشر و جست وجوی او برای یافتن گونه ای حیات در عالم. دیدیم که تاکنون هیچ نشانی از حیات از جایی در عالم به دست نیامده است. شاید در آینده این وضعیت تغییر کند. ولی توجه به این موضوع مهم است که تحقیقات علمی برای جست وجوی حیات در عالم با مطالب سست بنیانی که در واقع شبه علم اند از اساس متفاوت است.

آشکارسازی سیگنال های موجودات بیگانه

این یکی از همان پروژه های جاه طلبانه است که دانشمندان از چند دهه پیش آغاز کردند. ایده اصلی این است: شاید موجودات فرازمینی وجود داشته باشند و شاید آنها سیگنال هایی به سوی ما فرستاده باشند؛ پس باید به دنبال آشکارسازی شان باشیم! بنابراین در طول موج های رادیویی امواج دریافتی از آسمان مورد بررسی قرار می گیرد تا شاید خاستگاه آنها غیرطبیعی و از طرف موجوداتی هوشمند باشد. با وجود تلاش گسترده در این زمینه، نتیجه نهایی چیزی نبوده جز آن که از آن به عنوان «سکوت بزرگ» یاد می کنند. ممکن است این سکوت بزرگ مایوس کننده به نظر برسد، اما هستند دانشمندانی که معتقدند باید با ابزارهای آشکارسازی پیشرفته تری مترصد دریافت سیگنال های احتمالی باشیم. در این راستا پروژه هایی هم در جریان است.