آب تنها نشانه حیات فرازمینی نیست ؛ عناصر زیست‌پذیر سیارات کدامند؟

عناصر زیست‌پذیر در جستجوی یک حیات فرازمینی نقش اساسی دارد. حیات فرازمینی تنها منحصر به حضور آب نیست. مطالعات جدید نشان می‌دهند وجود برخی عناصر به مقدار کافی خود می‌تواند زیست‌پذیر بودن یک سیاره را به اثبات برساند.

وقتی صحبت از حیات فرازمینی می‌شود، دانشمندان تنها نگاه خود را به مکان‌هایی معطوف می‌کنند که آب در آنجا وجود دارد، اما اکنون دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که جستجوی عناصر زیست‌پذیر و ضروری برای حیات مانند فسفر و مولیبدن نیز می‌تواند در یافتن پتانسیل‌های حیات فرازمینی مثمر ثمر باشد.


بیشتر بخوانید: ۷ مکان در منظومه شمسی که بیشترین احتمال وجود حیات فرازمینی را دارند


عملا در هرنقطه‌ای از زمین که آب وجود داشته باشد، حیات نیز وجود دارد. از ابرهای بالاتر از سطح زمین گرفته تا عمیق‌ترین لایه پوسته زمین. به همین ترتیب برای جستجو حیات در خارج از کره خاکی ما نیز معمولا بر روی مناطقی که زیست‌پذیر هستند تمرکز می‌شود. جهان زیست پذیر به جایی اطلاق می‌شود که برای میزبانی از آب مایع بر روی سطح‌اش دمای مساعدی داشته باشد.

به عنوان مثال اگر چه دمای سطح سیاه زهره به اندازه کافی برای ذوب کردن سرب کافی است، اما یک مطالعه در سال ۲۰۱۶ نشان می‌دهد که از حدود 750 میلیون سال پیش، دومین سیاره منظومه شمسی، زیست‌پذیری خود را از دست داده است. دانشمندان گمان برده‌اند که اگر زمانی حیات بر روی سیاره زهره وجود داشته است، ممکن است هنوز درون ابرهای اتمسفر این سیاره جریان داشته باشد.


بیشتر بخوانید : حیات فرازمینی در سیاره زهره ؛ ابرهای جو زهره می‌توانند از حیات میکروبی میزبانی کنند


به گفته اوی لوئب (Avi Loeb)، رئیس دپارتمان ستاره‌شناسی هاروارد در کمبریج، البته که مواد اولیه سازنده حیات دیگری نیز وجود دارند که ما بتوانیم به دنبال‌شان بگردیم. به عنوا مثال بر روی زمین، نیتروژن و فسفر احتمالا از عناصر ضروری برای تعیین پتانسیل حیات در اقیانوس‌ها هستند. نیتروژن عنصر ضروری ساخت پروئین‌ها و در کنار فسفر از کلیدی‌ترین عناصر سازنده دی‌ان‌ای (DNA) و آران‌ای (RNA) است. اخیرا چندین مطالعه پیشنهاد کرده‌اند که در حدود 635 تا 800 میلیون سال قبل افزایش دسترسی به فسفر در اقیانوس‌ها احتمالا از تکامل جانوران در خشکی‌ها پشتیبانی کرده‌ است.

برای فهم نقشی‌ که عناصر زیست‌پذیر ممکن است در تکامل حیات فرازمینی ایفا کرده باشند، محققان بر روی میزان در دسترس بودن‌ آنها در سیاراتی تمرکز کرده‌اند که در زیر پوسته یخی آنها اقیانوس‌های مایع وجود دارد. اروپا،‌ قمر مشتری، و انسلادوس، قمر زحل، از جمله محتمل‌ترین کاندیداها هستند. دکتر لوئب می‌گوید :

بسیاری گمان می‌کنند که احتمال در آب مایع زیر پوسته یخی اروپا و انسلادوس حیات وجود داشته باشد. هم ناسا و هم سازمان فضایی اروپا (ESA) برای بررسی این کرات ماموریت‌هایی را مانند “اروپا کلیپر ۱”‌ (Europa Clipper 1) برنامه ریزی کرده‌اند.


بیشتر بخوانید : قمر انسلادوس اقیانوس‌های درونی وسیعی دارد


یک منبع بزرگ فسفر در اقیانوس‌های زمین فرسایش سنگ فلسیک توسط آب باران نیمه اسیدی است. با فعالیت‌های هیدروترمال، فسفر نیز به نوبه خود از دریاهای زمین پاک می‌شود؛ به گفته محققان یک مطالعه قدیمی نشان می‌دهد که فعالیت‌های هیدروترمال بر روی انسلادوس و احمالا بر روی اروپا وجود دارد.

با برخورد تشعشعات سیاره مشتری به سطح قمر اروپا، ملکول‌هایی تولید می‌شوند که از آنها تحت عنوان اکسیدان نام می‌بریم. این اکسیدان‌ها در سطح یخی اروپا نفوذ می‌کنند و در نهایت خود را به دریاهای مخفی زیر سطح می‌رسانند. در آنجا این مواد می‌توانند با سولفیدها واکنش بدهند و آب را به شدت اسیدی کنند.

به همین ترتیب اروپا احتمالا فسفر کافی برای پشتیبانی از حیات در اختیار دارد. اگرچه محققان می‌گویند اسیدیته بالای این اقیانوس‌ها احتمال زیست‌پذیر بودن آنها را کاهش داده است. اما همین چند روز پیش بود که در تکراتو از کشف یک گونه باکتری اکستریموفیل گفتیم که در دریاچه‌ای در کاستاریکا کشف شده بود.


بیشتر بخوانید : سرنخ‌هایی از حیات میکروبی در گذشته مریخ ؛ کشف یک گونه اسیدیفیلیوم در کاستاریکا


اما از سوی دیگر یک مطالعه قدیمی پیشنهاد می‌کند که اقیانوس‌های قدیمی انسلادوس احتمالا با شدت زیادی بازی (قلیایی) هستند. در این مطالعه جدید، دانشمندان محاسبه کرده‌اند که اگر اقیانوس‌های یک سیاره در عین اینکه دارای فعالیت‌های هیدروترمال هستند، از نظر اسیدیته خنثی یا قلیایی باشند. احتمالا در اقیانوس های زیرسطح میلیون‌ها سال قبل در یک مقیاس زمانی بسیار کوتاه نسبت به طول عمر منظومه شمسی، عنصر فسفر به طور کلی از میان رفته است. آنچه بیان‌ شد، گفته‌های ماناساوی لینگام (Manasvi Lingam) نویسنده اصلی این مقاله و اختر فیزیکدان هاروارد بود.

دانشمندان همچنین پیشنهاد کرده‌اند که ردیابی فلزاتی مانند مولیبدن، منگنز و کبالت نیز می‌تواند زیست‌پذیر بودن را اثبات کنند. دکتر لینگام می‌گوید:

مولیبدن برای بسیاری از آنزیم‌های نقش حیاتی ایفا می‌کند. عمده آنها در تثبیت نیتروژن دخالت دارند. به طوری که پیوند‌های شیمیایی قدرتمندی که اتم‌های نیتروژن‌ را در اتمسفر در کنار یکدیگر قرار داده است را می‌شکنند و با تبدیل تک اتم‌های نیتروژن به ملکول‌های آلی حیاتی، منجر به تثبیت‌ آنها می‌شود. به علاوه مولیبدن در بسیرای از ارگانیزم‌ها در سنتز پروتیئن‌ها، متابولیسم و رشد تاثیرگذار است.

به علاوه لینگام می‌گوید منگنز نقش مهمی در زمینه تولید اکسیژن در فرآیند فتوسنتز در کلروپلاست‌ها ایفا می‌کند. کبالت نیز نقش‌های بیولوژیک گوناگونی در متابولیسم عهده دار است. به ویژه این عنصر ترکیب ویتامین B12 را شکل می‌دهد.

آدام فرانک (Adam Frank)، اختر فیزیکدان دانشگاه روچستر در نیویورک، بدون آنکه در این مطالعه صورت گرفته دخیل باشد، معتقد است:

ایده منطقه زیست‌پذیر به دهه ۱۹۵۰ بازمی‌گردد و از آن زمان تاکنون ما چیزهای زیادی مثل وجود اقیانوس‌هایی در زیرسطح آموخته‌ایم. بنابراین این موضوع حائز اهمیت است که تفکر خود نسبت به زیست‌پذیر بودن را از تمرکز صرف بر روی آب به سوی عناصری خاص و مواد شیمیایی که ممکن است برای حیات ضروری باشد، حرکت دهیم.

یکی از راه‌هایی که می‌توانیم متوجه شویم که آیا در سیارات فرازمینی خارج از منظومه شمسی احتمال وجود عناصر زیست‌پذیر و ضروری برای حیات وجود دارد یا خیر، نگاه کردن به ستاره‌های آنهاست. بواسطه ستاره‌ها می‌توانیم از ترکیبات موجود در سیارات و اقمار آنها آگاه شویم. حضور یک عنصر در یک ستاره طیفی منحصر به فرد از رنگ‌های مرئی را در نور آن ستاره تولید خواهد کرد و به گفته آقای لینگام می‌تواند در نتیجه آن اطلاعاتی در ارتباط با زیست‌پذیر بودن هر یک از سیاراتی که حول آن چرخش می‌کنند در اختیار ما قرار دهد.

انسلادوس
تصویری گرافیکی از اقیانوس‌های زیر سطح یخ‌زده قمر مشتری، اروپا. دانشمندان گمان می‌کنند که احتمال وجود حیات فرازمینی در آب‌های زیر سطح اروپا و انسلادوس وجود دارند. هرچند مطالعات جدید این موضوع را رد می‌کنند. (اعتبار : ناسا / کالتک)

اگر میزان عناصر زیست‌پذیر و ضروری برای حیات یک سیاره کم باشد، همانطور که می‌دانیم حیات فرازمینی بالقوه در آن سیاره را محدود می‌کند. اگر چه این مطالعه جدید نشان می‌دهد که ماموریت‌های آینده به سوی اروپا و انسلادوس شانس بسیار کمی برای شناسایی حیات دارند، اما لینگام معتقد است آنها یک فرصت فوق‌العاده برای باطل کردن مدل ما هستند و به همین دلیل است که ما از آنها استقبال می‌کنیم.

جاناتان لنین (Jonathan Lunine)، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه کرنل در ایتاکا نیویورک، به عنوان محققی که در این پروژه شرکت نداشته است اشاره می‌کند که :

محاسبه‌هایی بر اساس فرضیه‌های ساده وجود دارند، و ما همیشه باید به یاد داشته باشیم سیارات و اقمارشان بیش از چیزی که ما انتظار داریم پیچیده هستند. این یکی از درس‌های اکتشافاتی است که توسط کاوش‌های سیاره‌ای انجام می‌شود. بنابراین ما نباید نتایج را قطعی درنظر بگیریم. اما به آنها باید به عنوان سنگ‌بنایی برای ماموریت‌های آینده و مشاهداتی که از دل آنها برمی‌آید نگاه کرد.

به گفته لینگاه اگر چه عناصر شاهد زیست‌پذیری ممکن است به صورت نادر در سراسر جهان وجود داشته باشند، اما حیات فرازمینی در جایی از جهان وجود دارد که سطح عناصر زیست‌پذیر و به تبع آن احتمال حیات بالا باشد. و البته محققان تنها حیاتی به دنبال حیاتی هستند که برای ما قابل شناسایی است. لوئب می‌گوید :

حیاتی که از نظر ما قابل شناسایی نباشد، احتمالا از ریشه‌های شیمیایی متفاوتی نسبت به آنچه در زمین است منشا می‌گیرد. کشف اینچنین حیاتی بسیار شگفت‌انگیزتر از نوع معمول آن است.

آخرین اخبار نجوم را با تکراتو دنبال کنید.

بیشتر بخوانید :

منبع : Space



ارسال نظر