سیارات فراخورشیدی
در سال 1992، دو دانشمند اولین سیاره را در طراف ستاره‌ی درگر کشف نمودند، از آن زمان تا کنون سیارات زیادی نسبت به آنچه در طول تاریخ پیشین زمین کشف شده، پیدا شده‌اند. در این ماه، دانشمندان وجود بیش از 3500 سیاره فراخورشیدی را در 2700 منظومه خورشیدی تائید نموده‌اند.
هر چه ما تعداد سیارات بیشتری را مورد بررسی قرار می‌دهیم، سوالات بیشتری برایمان ایجاد می‌شود: شاید ما گونه‌ای نادر و غیرمعمول باشیم.
دهه‌ها مشاهده زمین از فضا جستجوی ما را به سمت بررسی وجود حیات در سیارات دیگر چه در منظومه خورشیدی و چه خارج از آن معطوف نموده است. اکنون ما داریم بررسی‌های نزدیکتر و دقیقتری را بر روی کره زمین انجام می‌دهیم، زیرا تنها نمونه سیاره‌ی شناخته شده با وجود حیات در سطح آن است تا از این نتایج به منظور شناسایی حیات در سیارات دیگر بهره‌مند شویم.
ما فقط از یک سیاره دارای حیات مطلع هستیم: فقط زمین خودمان. اما ما به خوبی می‌دانیم زمانی که ما به مرحله بعدی جستجو برای حیات موجودات فرازمینی می‌رویم، تلاش ما نیازمند متخصصانی در زمینه علوم سیارات، فیزیک خورشیدی و اخترفیزیک است. هرچند که دانش و ابزاری را که ناسا به منظور انجام تحقیقات بر روی حیات زمینی بهبود داده است یکی از بهترین وسایل برای این جستجو هستند.
جهان‌های قابل‌زیست
در هنگام جستجو برای حیات دو سوال اصلی مطرح است: 1- با این همه فضای موجود برای جستجو و مشاهده، چگونه ما می‌توانیم در نقطه‌ای با احتمال یافتن بالای حیات متمرکز شویم؟ 2- علایم غیرکاذب حیات چه چیز هایی هستند، به نحوی که حتی امکان دارد نوعی از حیات ناآشنا برای ما وجود داشته باشد؟
قبل از آنکه ما در جستجوی حیات بر بیاییم، ما خواهان آن هستیم نوع سیاراتی را که امکان داشتن جو به نحوی که بتواند حیات را پشتیبانی کنند بشناسیم. به منظور شبیه‌سازی جو سیارات فرامنظومه شمسی شناسایی شده و نشده از مدل آب و هوایی استفاده می‌کنیم که در قرن 21 به منظور شبیه‌سازی تغییرات جوی سطح زمین استفاده می‌گردد.
حیات در سیارات دیگر امکان دارد فرم و مکانی متفاوت از آنچه بر روی زمین شاهدش هستیم، داشته باشد. اما در این فازهای اولیه جستجو ما باید با نوعی از حیات که با آن آشنا هستیم کار را شروع کنیم.
در آینده ما باید اطمینان‌خاطر حاصل کنیم که می‌توانیم از هرگونه اطلاعات جزئی که از زمین در اختیار داریم، استفاده کنیم مانند اکتشافات انجام شده در زمینه حیات در محیط‌های مختلف بر روی زمین. دانش ما در مورد آنکه چگونه سیاره ما و حیات موجود بر آن در طول تاریخ زمین بر روی یکدیگر تاثیر گذاشته‌اند.
در ابتدا لازم است به نقش حیاتی آب توجه کنیم که سازنده سلول‌های موجودات زنده و حتی باکتری‌هایی است که در اطراف دریچه‌های عمق اقیانوس‌ها که بدون تماس با نور خورشید زندگی می‌کنند.
برای هر ستاره‌ای محاسبه محدوده‌ای که در آن سیارات امکان داشتند آب را به فرم مایع داشته باشند، امکان‌پذیر است. این محدوده را محدوده‌ی زیستی ستاره می‌نامند.
آب در فضا
دانشمندان اکنون نیز تعدادی سیاره که در محدوده‌ی زیستی ستاره‌ها قرار دارند را شناسایی نموده‌اند، دانشمند محقق اندرو راشبی (Andrew Rushby) از مرکز تحقیقاتی آمیس ناسا (NASA Ames Research Center) در مفیت فیلد کالیفرنیا بر روی طرحی به منظور تصحیح کردن جستجوها در حال کار می‌باشد. مکان به تنهایی کافی نخواهد بود. اندرو بیان می‌کند که در منظومه شمسی سه سیاره در محدوده زیستی هستند که امکان حیات دارند (زمین، مریخ و زهره) اما ما می‌دانیم که 67 درصد این سیارات قابل سکونت نخواهد بود. اندرو راشبی به تازگی یک مدل ساده شده‌ای را از گردش کربن در زمین ایجاد نموده است که می‌توان آن را با دیگر ابزارها ترکیب نمود به نحوی که بتوان گفت کدامین سیارات در محدوده زیستی با توجه به احتمال فعالیت‌های زمین‌شناختی و گردش آب امکان داشتن حیات را در سطح خود دارند. اندرو کشف نموده است که سیارات سنگی بزرگ نسبت به سیارات سنگی کوچکتر، به دلیل دمای مناسب احتمال بیشتری داشتند آب به فرم مایع در سطح آن‌ها باشد.
رنیو هو (Renyu Hu) از JPL، راه‌های جستجوی حیات بر روی سیارات سنگی را پالایش نموده است. فیزیک پایه به ما می‌گوید که سیارات کوچکتر باید سنگی و سیارات بزرگ باید گازی باشند، اما برای سیاراتی با اندازه زمین و سیاراتی دوبرابر اندازه زمین، ستاره‌شناسان نمی‌توانند تفاوتشان را با سیارات گازی کوچک بیان نمایند. هو (Hu) طرح پیشگامانه‌ای را به منظور ایجاد متدی جهت تشخیص مواد معدنی اجسام بزرگ و تعیین علائم شیمیایی ناشی از فعالیت آتشفشان‌ها در اتمسفر ارائه نموده است که بر روی سیارات گازی شاهد آن‌ها نیستیم.
علائم حیاتی
هنگامی که دانشمندان در حال ارزیابی قابلیت سکونت یک سیاره می‌باشند، وجود زندگی می‌بایست آخرین فرضیه مورد تحقیق باشد. تمامی توضیحات دیگر می‌بایست حذف گردد. شناسایی نتایج مثبت کاذب برای سیگنال حیات یک رویه مرسوم در جستجوی سیارات فرا زمینی می‌باشد. به عنوان مثال اکسیژن در جو زمین توسط موجودات زنده آزاد می‌گردد، اما اکسیژن می‌تواند توسط واکنش‌های شیمیایی غیرآلی نیز تولید شود.
بی‌تردید یکی از راه‌های جستجوی حیات دنبال کردن علائم، مانند علائم شیمیایی زندگی و یا بیولوژیک است. یکی از نشانه‌های حیات، حضور دو یا چند مولکول در اتمسفر می‌باشد که در یک زمان نباید وجود داشته باشند. برای مثال، در زمین، اکسیژن متان جو را با شکستن آن در واکنش‌های شیمیائی “مصرف” می‌کند. بدون تزریق مستمر متان به اتمسفر توسط حیات سطح زمین، اتمسفر در عرض چند صد سال از متان به کلی تهی خواهد شد.
زمین
ما درحال جستجو برای یافتن سیارات فرازمینی هستیم، حتی نزدیکترین آن به عنوان یک عدد پیکسل در آشکارساز ظاهر می‌شود، چیزی شبیه تصویر معروف نقطه آبی. ما چه چیزهایی در مورد زندگی در سیاره دیگر می‌توانیم از این نقطه یاد بگیریم؟
در پروژه مرکز نظارت بر محیط زیست عمیق (DSCOVR) اداره ملی اقیانوس و جو زمین، پاسخی برای این سوال پیدا شده است. در این پروژه این تصاویر با وضوح 2000 در 2000 پیکسل از آب و هوای زمین و سایر پدیده‌های مرتبط با آب و هوا به یک پیکسل و یا تعداد انگشت‌شماری از پیکسل‌ها تبدیل می‌گردد و با استفاده از فیلترهای گوناگون سعی می‌شود تداخل نوری دریافتی از سیارات فرازمینی شبیه‌سازی گردد.
DSCOVR یک تصویر در هر نیم ساعت می‌گیرد و دو سال است که در مدار قرار دارد و با بیشتر از 30000 تصویر گرفته شده، دارای طولانی‌ترین رکورد پایش مداوم زمین از فضا است. با مشاهده تغییر روشنائی زمین در زمان چرخش به دور خود و ظاهر شدن خشکی و دریاها و مهندسی معکوس می‌توان همین تغییرات را در سیارات فرازمینی شبیه‌سازی کرد.
چه زمانی ما زندگی را پیدا خواهیم کرد؟
نظرات در این خصوص متفاوت است، بعضی از دانشمندان معتقد هستند در دو دهه آینده به شواهدی از حیات برون‌زمینی و سیارات قابل‌زیست دست خواهیم یافت. بعضی دیگر اعتقاد دارند تا 50 سال دیگر این اتفاق خواهد افتاد. در هر صورت وضعیت زیستی سیاره، اندازه و مدار آن به دور ستاره‌اش و از همه مهمتر، فاکتور شانس در این خصوص، حرف اول را خواهد زد.
نوشته:
آقای زمان‌پور
آقای مهرپویا توکلی