در جو سیارات خالی از حیات نیز می توان اکسیژن یافت!

به گزارش عاشق وب آیا ما در کهکشان تنها هستیم؟ بااینکه این سوال برای قرن ها در جریان بوده اما پاسخی برای آن نیافته ایم شاید به این علت که به سوال دیگری می رسیم: چگونه وجود حیات در سیارات دیگر را تشخیص دهیم بدون آنکه بتوانیم از آنها بازدید کنیم؟
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از ادونس، در طول دهه های گذشته، تجزیه و تحلیل ما از سیارات فراخورشیدی پیچیده تر شده است و علت آن پیشرفت تلسکوپ هایی است که به ستاره شناسان امکان بررسی ترکیبات شیمیایی جو سیارات را با بهره گیری از طیف نوری انتشار یافته از آنها می دهد.
دراین زمینه دانشمندان برای دسته بندی سیارات دارای حیات از یک مدل مشابه زمین استفاده می نمایند که در آن اکسیژن بعنوان یک شاخص تعیین کننده حیات وجود دارد. با این وجود طبق گفته ی تعدادی از متخصصان این روش بسیار ساده است و دو مشکل دارد. آیا حیات فرازمینی وابسته به جو دارای اکسیژن است؟ و آیا اکسیژن می تواند وجود حیات را تضمین کند؟
در مقاله ای که بتازگی در مجله ی”AGU Advances” به چاپ رسیده، تعدادی از محققان دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز(Santa Cruz) استدلال می کنند که جستجوی حیات تنها با در نظر گرفتن اکسیژن می تواند موجب ایجاد نتایج مثبت کاذب شود برای اینکه یک سیاره ی سنگی بدون حیات می تواند به راه های مختلف تکامل یافته و اکسیژن غیرزیستی بوجود آورد.
جاناتان فورتنی(Jonathan Fortney)، استاد ستاره شناسی و اخترفیزیک و مدیر آزمایشگاه “جهان های دیگر” در دانشگاه کالیفرنیا، سانتاکروز می گوید: در مورد اینکه آیا اکسیژن به تنهایی برای تشخیص حیات کافی است بحث زیادی انجام شده است. این مقاله بیان می کند که باید در مورد مکانی که اکسیژن در آن کشف شده اطلاعات دیگری نیز داشته باشیم. چه مولکول های دیگری در آن وجود دارند و چه مولکول هایی وجود ندارند؟ این مولکول ها چه اطلاعاتی درباره ی تکامل سیاره به ما می دهند؟
مطالعات جدید بر طبق یک مدل کامپیوتری دقیق انجام شده است که تکامل سیارات از زمان مذاب بودن را شبیه سازی می کند. مدلهای قبلی تنها بر روی فرایندهای جوی تمرکز داشتند اما این مدل جدید، سیر تکاملی فرایندهای ژئوشیمیایی و حرارتی که در پوسته و گوشته رخ داده است و نحوه ی تعامل آنها با جو را در نظر می گیرد.
پژوهشگران با تغییر ترکیبات عناصر فراری که در سیاره ی وجود داشتند مانند آب، مونوکسید کربن، هیدروژن و دی اکسید کربن به انواع مختلفی از جو رسیدند که ترکیبات تعدادی از آنها منجر به فراوانی اکسیژن شد اما این اکسیژن منشا زمین شناختی داشت و منشا زیستی نداشت.
پژوهشگران دریافتند که بعید است سیاره ای با اندازه و ترکیبات جوی مشابه زمین در منطقه ی قابل سکونت کهکشان بتواند اکسیژن غیر زیستی تولید نماید. برای اینکه فرایندهای ژئوشیمیایی مانند ذوب شدن سنگ ها و همین طور واکنش میان اکسیژن و سایر مولکول های فرار موجود در پوسته موجب مصرف اکسیژن می شوند.
جوشوا کریسانسن-توتون(Joshua Krissansen-Totton) نویسنده ی این مقاله می گوید: اگر یک مدل از زمین بسازید هر بار به یک نتیجه یکسان خواهید رسید، جو زمین بدون وجود حیات، اکسیژن نخواهد داشت.
اما اگر سیاره ای مشابه زمین تکاملش را با میزان آب بیشتر و اقیانوس های عمیق تر شروع کند، وجود این اقیانوس ها فشار بر روی پوسته ی زمین را بیشتر خواهدنمود که موجب توقف فرایندهای طبیعی زمین شناسی می شود و در نتیجه اکسیژن کمتری مصرف خواهد شد.
اما اگر برعکس این مساله در سیاره ای اتفاق بیفتد و این سیاره تکاملش را با آب کمتری شروع کند سطح ماگمایی آن به سرعت یخ می زند در صورتیکه آب درون اتمسفر وجود دارد. این “اتمسفر بخار” آب کافی درون جو دارد و به اکسیژن امکان تجمع می دهد. کریسانسن-توتون می گوید: توالی معمول این است که سطح مذاب همزمان با تشکیل اقیانوس ها سرد شود. اما اگر اتمسفر دارای بخار آب بعد از سخت شدن سطح سیاره باقی بماند میلیون ها سال طول می کشد تا اکسیژن بیشتر شود برای اینکه تراکم آب در بخش بالایی جو بسیار است و سطح مذابی برای مصرف اکسیژن وجود ندارد.
این مثال ها که با مدل سازی کامپیوتری به وجود آمده اند اهمیت ساخت تلسکوپ های بهتر برای یافتن شواهد بیشتر را نشان می دهند تا ستاره شناسان بتوانند نتایج مثبت کاذب را تشخیص دهند.
کریسانسن-توتون می گوید: ما سعی کردیم مشخص نماییم که تلسکوپ برای تشخیص اکسیژن زیستی از غیر زیستی به چه چیزی نیاز دارد. این مساله کارامد است برای اینکه نشان میدهد که بااینکه امکان وجود اکسیژن بدون حضور حیات وجود دارد اما با مشاهدات دیگر می توان این نتایج مثبت کاذب را از نتایج واقعی تمیز داد.
این مثال ها بر روی این مساله تاکید می کنند که هیچ مشاهده ی واحدی، همچون تشخیص اکسیژن در جو سیاراتی که به دور ستاره هایی مانند خورشید می چرخند نمی تواند منحصرا نشانه ای از حیات باشد و اگر می خواهیم وجود حیات در سیارات خارج از منظومه ی شمسی را بطور دقیق بررسی نماییم، باید برای ساخت تلسکوپ های نسل بعدی این مساله را در نظر داشته باشیم.

منبع: weblover.ir