جام جم آنلاين: اين روزها هر سياره جديدي كه در خارج از منظومه شمسي كشف ميشود انبوهي از هيجان و اميد را با خود به همراه ميآورد؛ هيجاني كه از احتمال وجود حيات در آن سياره نشأت گرفته است.
هماكنون بيش از700 سياره فراخورشيدي (سياراتي در خارج از منظومه شمسي) شناسايي شدهاند و با توجه به پيشرفتهايي كه در زمينه تجهيزات كاوش فضا صورت گرفته، انتظار ميرود تا به سرعت بر شمار آنها افزوده شود.
در آيندهاي نزديك شمار سيارات فرا خورشيدي از مرز هزار خواهد گذشت و آن زمان است كه فيزيك اخترشناسان بايد هر چه سريعتر آنها را از نظر احتمال وجود حيات طبقهبندي كنند.
«درك شولز» از فيزيك اخترشناسان دانشگاه واشنگتن به همراه گروهي از محققان اين دانشگاه بر روي پروژهاي كار ميكنند كه در آن مطالعه سياراتي كه احتمال حيات در آنها وجود دارد بر دو مبناي كلي مورد بررسي قرار ميگيرد.
آنها دو شاخص كلي را تعيين كردهاند: شاخص شباهت به زمين(ESI) و شاخص قابليت سكونت. (PHI) تا پيش از اين فاكتورهايي كه براي قابل سكونت بودن يك سياره در نظر گرفته ميشده شامل وجود آب مايع يا سطوح صخرهاي بوده است اما در نگرش جديد اين محققان به فاكتورهاي ديگري نيز فكر ميكنند.
به همين مناسبت نشريه پاپيولار ساينس در گفتوگو با دكتر درك شولز به بررسي رتبهبندي سيارات از حيث احتمال وجود حيات پرداخته است.
چرا بر اين باور هستيد كه شمار زيادي از سيارات فرازميني قابل سكونت هستند؟
در حال حاضر اكثر سياراتي كه در خارج از منظومه شمسيشناسايي شدهاند بيشتر شبيه غولهاي گازي هستند. كشف اين سيارات به واسطه اندازههاي بسيار عظيمي كه دارند كار چندان سختي نيست. اما هر چه زمان ميگذرد به سيارات شبيه زمين نزديكتر ميشويم. حتي بايد گفت بسياري از آنها ابر زمين هستند. يكي از سياراتي كه مرا به شدت هيجان زده كرده است Gliese581d نام دارد.
جرم اين سياره بالغ بر 10 برابر جرم زمين است و به دور يك كوتوله قرمز ميگردد. بنابراين ميتوان به آن خورشيدي گفت كه به درخشندگي خورشيد منظومه شمسي نيست. اگر اين سياره را در منظومه شمسي تصور كنيم در مداري مشابه مريخ قرار ميگيرد. مريخ تا حدودي از زمين كوچكتر است اما اگر مريخ 10 برابر زمين چگالي داشت و همچنان از ميدان مغناطيسي قدرتمند و اتمسفري ضخيم برخوردار بود بدون شك اقيانوسهايي مملو از آب مايع در آن به چشم ميخورد كه در آن صورت سيارهاي قابل سكونت به حساب ميآمد.
طبقهبندياي كه براي مطالعه سيارات ارائه كردهايد از چه مكانيسمي برخوردار است؟ به عنوان مثال چرا از حيث وجود نشانههاي حيات، تيتان بهتر از مريخ به نظر ميرسد؟
ما دو نوع طبقهبندي ارائه كردهايم. شاخص شباهت به زمين (ESI) كه مبناي آن نزديك بودن اندازهها و ساختار كلي سيارات كشف شده به زمين است. درجهبندي دوم شاخص قابليت سكونت (PHI) نام دارد. در اين طبقهبندي نگرش متفاوتي وجود دارد. زماني كه بر اين مقياس به فضا نگاه ميكنيم با محدوديتهاي به مراتب كمتري روبهرو ميشويم.
در اين طبقهبندي سياراتي قرار ميگيرند كه لزوما به خاطر برخورداري از منابع آب مايع مورد توجه قرار نميگيرند. به عنوان مثال تيتان با برخورداري از درياهايي مملو از هيدروكربن مستعد وجود حيات احتمالي است و حتي از اين حيث بالاتر از مريخ قرار ميگيرد.
دلايل روشني براي اين درجهبندي داريم. تيتان اتمسفر نسبتا ضخيمي دارد كه متشكل از نيتروژن و متان است و اين تركيبي است كه شباهت زيادي با تركيبات اتمسفر زمين در دورانهاي اوليهاش دارد. تيتان درياچههايي مملو از هيدروكربن دارد كه اين همان حلال ضروري براي وجود حيات است اما اينبار اين حلال، آب نيست. به عقيده ما امكان استفاده از هيدروكربن به عنوان حلال وجود دارد. ما ميدانيم كه كربن نقش بسيار مؤثري براي ارگانيكهاي زنده دارد كه در تيتان نيز مقادير قابل توجهي از تركيبات پيچيده كربني به چشم ميخورد. بنابراين بايد گفت تيتان همان چيزي است كه به دنبال آن بودهايم. قمر اروپا نيز مثال بارز ديگري است. مطالعات ناسا نشان داده است كه در زير سطح يخ زده آن اقيانوسي مايع وجود دارد، بنابراين ميتوان انتظار داشت كه در اين اقيانوسهاي زيرزميني نوع خاصي از حيات به وجوده آمده باشد.
از ديدگاه شما قابل سكونت بودن يك سياره به چه معنايي است؟
شولز: به عقيده من ابتدا حيات فرازميني را درون منظومه شمسي پيدا خواهيم كرد و فكر ميكنم مريخ و تيتان 2 مكاني هستند كه از بالاترين شانس برخوردارند البته به نظر ميرسد تايتان از شانس بيشتري نسبت به مريخ برخوردار باشد
فاكتورهاي متعددي براي قابل سكونت بودن يك سياره وجود دارد. به عنوان مثال وجود اتمسفر، نقش تعيينكنندهاي دارد. اينكه در اتمسفر يك سياره كربن وجود داشته باشد فاكتور بسيار مهمي است. ما در اتمسفر هر سيارهاي كه كشف ميشود وجود نيتروژن و فسفر را جستجو ميكنيم. اينكه سياره مورد نظر ميدان مغناطيسي لازم براي حفاظت در برابر پرتوهاي كيهاني را داشته باشد فاكتور مهم ديگري است. گذشته از آن وجود حلالي در سطح كه وضعيتي پايدار داشته باشد را نيز نبايد از ياد برد. با توجه به اين طبقهبندي بدون شك به سياراتي نميرسيم كه شبيه زمين باشند. ما نميگوييم كه در چنين سياراتي حتما بايد آب مايع وجود داشته باشد يا اينكه در مداري شبيه گردش زمين به دور خورشيد، حركت كنند.
ما به دنبال تركيبات ارگانيكي هستيم اما اين به معناي آن نيست كه حتما بايد به منابع اسيد آمينه يا چيزهايي شبيه آن برسيم. يكي از فاكتورهاي مهم ديگر، فتوسنتز است. سيارهاي كه به عنوان سياره قابل سكونت از آن ياد ميكنيم بايد شرايط فتوسنتز گياهي داشته باشد. در منظومه شمسي سياراتي كه از حيث دريافت نور خورشيد و امكان عمل فتوسنتز قابل بررسي باشند از عطارد شروع و به مريخ ختم ميشوند. كاملا واضح است كه زمين و مريخ (سياره بهرام و سياره ناهيد) شرايط بهتري در اين مجموعه دارند.
ميدانيم كه تلسكوپ فضايي كپلر و تلسكوپ Corot كشفيات جديدي در زمينه سيارات فراخورشيدي انجام دادهاند و به دليل اينكه هر روز بر شمار اين سيارات افزوده ميشود به اين نتيجه رسيدهايم كه بايد با دقت بيشتري نوع حيات احتمالي موجود در آنها را مورد مطالعه قرار دهيم. حتي اخترشناسي همچون ست شاستاك از انستيتو SETI پيشنهاد كرده كه ما نبايد تنها در جستجوي سيستمهاي بيولوژيكي هوشمند باشيم بلكه بايد ماشينهاي هوشمند را نيز در نظر داشته باشيم. آيا سيستم طبقهبندي جديدي كه ارائه كردهايد اين موارد را در نظر ميگيرد؟ يعني سياراتي كه مورد بررسي قرار ميدهيد بايد پذيراي حيات يا ماشينهاي هوشمند نيز باشد؟
نگرش ما حيات در بعد كلي آن است. پيش از اين شاخص ديگري موسوم به شاخص پيچيدگي بيولوژيكي ارائه كرده بوديم. ما براي گونههاي خاص حيات ميكروسكوپي فاكتورهايي را تعريف كرده بوديم و براساس آن ميگفتيم كه سياره مورد نظر احتمالا پذيراي حيات پيچيده است. اما مشكل اينجاست كه اين نگرش تا حد زيادي حدسي است. به همين دليل نگرشي كه ما دنبال ميكنيم يك نگرش كلي است.
فكر ميكنيد چه زماني موفق به كشف حيات در ساير سيارات شويم؟
به عقيده من در ابتدا حيات فرازميني را درون منظومه شمسي پيدا خواهيم كرد و فكر ميكنم مريخ و تيتان دو مكاني هستند كه از بالاترين شانس برخوردارند. مريخ با توجه به تاريخچهاي كه براي ما روشن شده است به احتمال فراوان داراي حيات است. گذشته از آن به زمين نيز نزديك است. ما متوجه اين موضوع شدهايم كه خرده سياراتي ميان زمين و مريخ در حركت هستند. جداي از اين نكته، اگر به اين نتيجه برسيم كه زمين در دوران اوليهاش داراي حيات بوده است آنگاه ميتوانيم شانس مريخ براي برخورداري از حيات را بالا بدانيم. درخصوص تيتان بايد گفت كشف حيات در اين قمر شرقي زمان بيشتري ميبرد اما شانس وجود حيات احتمالي در آن حتي از مريخ بيشتر است.
مهدي پيرگزي - جامجم