Tuesday, May 12, 2009
سال ۱۹۷۶ بود. وقتی سفینه وایکینگ ۱ روی سطح مریخ فرود آمد و با بازوی روباتیک خود٬ یک مشت از خاک سرخ مریخ را برای آزمایشات شیمیایی برداشت٬ امیدواری زیادی برای یافتن «زندگی غیر زمینی»٬ وجود نداشت. نتایج آزمایشات روی خاک مزبور٬ چندان امیدبخش نبود. هیچ نشانه ای از فعالیت بیولوژیکی دیده نمی شد و تصاویر ارسالی از وایکینگ٬ دنیایی برهوت و منجمد را نشان می داد که ناامیدی را تشدید می کرد. بهترین امید ما برای یافتن حیات روی سیاره‌ای دیگر٬ مثل غبار در طوفانهای مریخ گم شد.
اما ۳۳ سال زمان زیادی است. آن موقع٬ به نظر می رسید مریخ تنها جایی است که امکان حیات بیولوژیک در جایی غیر از زمین در آن فراهم باشد. امروزه درک ما از حیات در جهان٬ به کلی تغییر کرده است٬ چرا که دانشمندان هر روز اَملاک(!) جذاب تری برای حیات در کهکشانهای دور می یابند. در نتیجه٬ آنها دیگر به دنیال یافتن «چندین مکان» مناسب برای یافتن حیات نیستند٬ بلکه بیشتر به دنبال «نواحی مناسب برای زیست» (نقشه هایی از هزاران سیاره) می گردند که موجودات زنده٬ به شکل قابل تصوری بتوانند با موفقیت زندگی کنند. چنین زیست گاههایی ممکن است در سیاره ها و قمرهای موجود در کهکشان ما یا ماورای آن یافت شوند.
سرعت پیشرفت در این حیطه واقعا شگفت‌آور است. نوامبر سال قبل٬ مطالعات روی قمر زحل به نام آنسِلَدُس(Enceladus)٬ امکان وجود آبهای گرم مدفون شده زیر سطح ناهموار آن را به شدت تقویت کرد. هیچ کس این قمر ۳۰۰ مایلی یخ زده را جدی نمی گرفت تا اینکه سفینه فضایی کاسینی٬ بخار آب در حال فوران از پوسته‌ی این قمر را گزارش کرد. حال٬ در لیست رو به ازدیاد مکانهای نامحتمل برای یافتن حیات در منطومه‌ی شمسی٬ که در آنها آب و در نتیجه ماده‌ی لازم برای حیات٬ یافت شده٬ آنسِلَدُس به اروپا٬ قمر مشتری٬ می پیوندد.
آنسِلَدُس٬ قمر زحل. به نظر میرسد که زیر این پوسته‌ی منجمد٬ دنیایی گرم و مرطوب پنهان باشد.
ستاره شناسان همچنین توجه خود را روی احتمالا هزاران سیاره مشابه زمین در اطراف ستاره های دیگر متمرکز کرده اند. از دهه‌ی ۹۰ تاکنون آنها حدود ۳۴۰ سیاره خارج از منظومه‌ی شمسی یافته‌اند. البته بیشتر آنها توده های متراکم گاز هستند و جستجوهای جدیدتر تعداد آنها را کمتر از این میزان نشان می دهند. دو ماه پیش٬ کارو (Corot)٬ ماهواره اروپایی٬ سیاره‌ای خارج از منظومه‌ی شمسی با قطر حدود ۲ برابر زمین را شناسایی کرد و فضاپیمای جدید ناسا٬ کپلر٬ آماده‌ی شناسایی سیارات بسیار شبیه به زمین در اواخر امسال است. در عین حال٬ یافته های جدید٬ نشان می دهند که میکرواورگانیزم ها٬ بسیار سخت‌جان تر از آن چیزی هستند که ما می پنداشتیم. معنی این حرف این است که سیاراتی که نه چندان شبیه زمین هستند هم٬ ممکن است مکان مناسبی برای شکل گیری حیات باشند.
این یافته ها نشان می دهند که مریخ تنها قدم اول ما در این جستجو بود٬ نه آخرین قدم. نواحی مستعد حیات در جهان٬ فراوانند و ممکن است زندگی در آنها بجوشد.
ناحیه مستعد حیات در منظومه‌ی شمسی
یکی از مبانی ما در جستجوی حیات٬ به آن شکل که ما می شناسیم (در حقیقت٬ تنها شکلی که می توانیم درمورد آن اظهار نظر کنیم.) این است که حیات به آب نیاز دارد. تا همین اواخر٬ این قانون٬ دانشمندان را به سمت سیاراتی شبیه زمین هدایت می کرد٬ سیاراتی معتدل با سطحی صخره ای با مقادیری آب مایع در سطح. از این منظر٬ تنها نیاز به محاسبات ساده ای داریم که نشان دهد در چه نقطه ای از منظومه‌ی شمسی چنین امکانی وجود دارد.
گِرِگ لالین٬ از دانشگاه سنتاکروز کالیفرنیا می گوید: «اگر آب و هوای مناسب٬ تعریف ما از مناطق مستعد حیات باشد٬ محدوده‌ی بسیار باریکی از مدار سیارات حول خورشید در مجموعه جواب ما خواهد گنجید. اگر از مدار فعلی زمین٬ بیش از دو درصد به خورشید نزدیک شویم یا حداکثر ۳۰ درصد از خورشید دور شویم٬ آب و هوا دچار تغییرات بسیار جدی خواهد شد.» از این زاویه٬ غیر از زمین٬ مکان مناسب دیگری برای حیات در منظومه‌ی شمسی وجود ندارد. حتی با وجود منظومه‌های خورشیدی فراوان دیگر نیز٬ تعداد سیاراتی که در چنین فاصله‌ای دور آن ستاره بگردند٬ بسیار کم خواهد بود.
اگر یافته های جدید در مورد حیات٬ متفاوت با آن چیزی که همه می پندارند٬ روی زمین خودمان نبود٬ این موضوع می توانست پایان غم انگیزی بر پیدا کردن مکانهای مناسب حیات در سیارات دیگر باشد. کریس مک‌کی٬ یکی از پیشگامان بیولوژی ستاره ای (Astrobiology)٬ رشته ای ترکیبی که به مطالعه در مورد چگونگی شکل گیری حیات در خارج از زمین می پردازد٬ می گوید: «هیچ کس انتظار این یکی را نداشت. به تازگی رشته های باکتریایی جدیدی یافت شده اند که از غذا٬ اکسیژن و نور آفتاب موجود در سطح زمین استفاده نمی کنند.»
این شکل اخیر حیات٬ که بر آن نام اکستریموفیل (Extremophiles) (واژه ای مرکب از Extreme و Phile به معنی دوستدار شرایط بسیار صعب: مترجم) نهاده اند٬ در شرایطی بسیار سخت زندگی می کند که زیست شناسان پنجاه سال قبل٬ هرگز در خواب هم نمی دیدند که چنین چیزی میسر باشد.
کرم های لوله ای عظیم الجثه٬ خرچنگ ها و میگوهایی وجود دارند که در تاریکی مطلق اعماق اقیانوس٬ در اطراف دهانه های آتشفشانی کف دریا زندگی می کنند. این دهانه ها٬ به دلیل آزاد کردن مقادر انبوهی سولفید هیدروژن در آب اقیانوس٬ به دودکش ها سیاه معروفند و جاندارانی که در اطراف این دهانه ها به بقا ادامه می دهند٬ در محیطی بدون فتوسنتز زندگی می کنند.
با این وجود از نظر مک‌کی٬ این جانداران نمونه هایِ جالبِ اکستریموفیل نیستند. او می گوید: «این موجودات هنوز وابسته به اکسیژنی هستند که به طور غیر مستقیم بر اثر نور خورشید تولید میشود.» اما باکتریهایی که در اعماق دست نیافتنی زمین زندگی می کنند٬ به کلی متفاوت عمل می کنند. یکی از این باکتریها٬ در عمق ۵ کیلومتری سطح زمین٬ در دالانهای معادن طلای آفریقای جنوبی زندگی می کند. مک‌کی با اشتیاق می افزاید: «این موجودات٬ انرژی خود را از منابعی می گیرند که هرگز در تصور ما هم نمی گنجد. این باکتری٬ انرژی خود را از اتمهای ناپایدار حاصل از تجزیه مواد رادیواکتیو موجود در صخره ها کسب می کند. نور خورشید و آب٬ هیچ نقشی در این فرآیند بازی نمی کنند. این واقعا حیرت آور است.»
اکستریموفیل هایی که متکی به منابع انرژی غیر از خورشید هستند٬ نشان می دهند که چگونه حیات غیرزمینی می تواند در اعماق دور از نور و آب٬ شکل بگیرد. مک‌کی ادامه می دهد: «سیارات قابل سکونت [نه برای انسان] لزوما نباید شبیه زمین باشند. این اکتشاف٬ منجر به افزایش (بسیار زیاد) وسعت مناطق «قابل سکونت» از دید ما میشود.»
تصادفا٬ این کشف اکستریموفیل ها مصادف شد با مطالعات جدیدی که نشان می داد منظومه شمسی٬ احتمالا در گذشته دارای مکانهای گرم و مرطوب دیگری بوده است. فضاپیمای گالیله در دهه‌ی ۹۰ شواهد قانع کننده ای دال بر وجود اقیانوسی از آب مایع زیر سطح منجمد اروپا٬ قمر بزرگ مشتری٬ جمع آوری کرد. (ناسا اخیرا اعلام کرده که برنامه‌ی سفر مجددی به اروپا برای سال ۲۰۲۷ به منظور مطالعه‌ی دقیقتر دارد.) کشف اخیر آب فشانها در سطح آنسِلَدُس نیز این حدس را تقویت می کند که شاید مکانهای بیشتری نظیر این در اطراف منظومه‌ی شمسی وجود داشته باشد. این سیارات٬ فاقد نور خورشید و دسترسی به سطح می باشند٬ اما ظاهرا بعضی موجودات نیازی به این دو ندارند.
مک‌کی می افزاید: «وقتی کشف آب زیر سطح اِنسِلُدُس و اروپا را در کنار برداشت جدیدمان از اکستریموفیل های سیاره ای می گذاریم٬ روشن میشود که چرا باید تعریف‌مان از «مناطق قابل سکونت» را تغییر دهیم.»
قسمتهای دیگر:
قسمت دوم
قسمت سوم
قسمت چهارم
قسمت پنجم و آخر
ادامه دارد . . .
منبع: مجله دیسکاور
اما ۳۳ سال زمان زیادی است. آن موقع٬ به نظر می رسید مریخ تنها جایی است که امکان حیات بیولوژیک در جایی غیر از زمین در آن فراهم باشد. امروزه درک ما از حیات در جهان٬ به کلی تغییر کرده است٬ چرا که دانشمندان هر روز اَملاک(!) جذاب تری برای حیات در کهکشانهای دور می یابند. در نتیجه٬ آنها دیگر به دنیال یافتن «چندین مکان» مناسب برای یافتن حیات نیستند٬ بلکه بیشتر به دنبال «نواحی مناسب برای زیست» (نقشه هایی از هزاران سیاره) می گردند که موجودات زنده٬ به شکل قابل تصوری بتوانند با موفقیت زندگی کنند. چنین زیست گاههایی ممکن است در سیاره ها و قمرهای موجود در کهکشان ما یا ماورای آن یافت شوند.
سرعت پیشرفت در این حیطه واقعا شگفت‌آور است. نوامبر سال قبل٬ مطالعات روی قمر زحل به نام آنسِلَدُس(Enceladus)٬ امکان وجود آبهای گرم مدفون شده زیر سطح ناهموار آن را به شدت تقویت کرد. هیچ کس این قمر ۳۰۰ مایلی یخ زده را جدی نمی گرفت تا اینکه سفینه فضایی کاسینی٬ بخار آب در حال فوران از پوسته‌ی این قمر را گزارش کرد. حال٬ در لیست رو به ازدیاد مکانهای نامحتمل برای یافتن حیات در منطومه‌ی شمسی٬ که در آنها آب و در نتیجه ماده‌ی لازم برای حیات٬ یافت شده٬ آنسِلَدُس به اروپا٬ قمر مشتری٬ می پیوندد.
آنسِلَدُس٬ قمر زحل. به نظر میرسد که زیر این پوسته‌ی منجمد٬ دنیایی گرم و مرطوب پنهان باشد.
ستاره شناسان همچنین توجه خود را روی احتمالا هزاران سیاره مشابه زمین در اطراف ستاره های دیگر متمرکز کرده اند. از دهه‌ی ۹۰ تاکنون آنها حدود ۳۴۰ سیاره خارج از منظومه‌ی شمسی یافته‌اند. البته بیشتر آنها توده های متراکم گاز هستند و جستجوهای جدیدتر تعداد آنها را کمتر از این میزان نشان می دهند. دو ماه پیش٬ کارو (Corot)٬ ماهواره اروپایی٬ سیاره‌ای خارج از منظومه‌ی شمسی با قطر حدود ۲ برابر زمین را شناسایی کرد و فضاپیمای جدید ناسا٬ کپلر٬ آماده‌ی شناسایی سیارات بسیار شبیه به زمین در اواخر امسال است. در عین حال٬ یافته های جدید٬ نشان می دهند که میکرواورگانیزم ها٬ بسیار سخت‌جان تر از آن چیزی هستند که ما می پنداشتیم. معنی این حرف این است که سیاراتی که نه چندان شبیه زمین هستند هم٬ ممکن است مکان مناسبی برای شکل گیری حیات باشند.
این یافته ها نشان می دهند که مریخ تنها قدم اول ما در این جستجو بود٬ نه آخرین قدم. نواحی مستعد حیات در جهان٬ فراوانند و ممکن است زندگی در آنها بجوشد.
ناحیه مستعد حیات در منظومه‌ی شمسی
یکی از مبانی ما در جستجوی حیات٬ به آن شکل که ما می شناسیم (در حقیقت٬ تنها شکلی که می توانیم درمورد آن اظهار نظر کنیم.) این است که حیات به آب نیاز دارد. تا همین اواخر٬ این قانون٬ دانشمندان را به سمت سیاراتی شبیه زمین هدایت می کرد٬ سیاراتی معتدل با سطحی صخره ای با مقادیری آب مایع در سطح. از این منظر٬ تنها نیاز به محاسبات ساده ای داریم که نشان دهد در چه نقطه ای از منظومه‌ی شمسی چنین امکانی وجود دارد.
گِرِگ لالین٬ از دانشگاه سنتاکروز کالیفرنیا می گوید: «اگر آب و هوای مناسب٬ تعریف ما از مناطق مستعد حیات باشد٬ محدوده‌ی بسیار باریکی از مدار سیارات حول خورشید در مجموعه جواب ما خواهد گنجید. اگر از مدار فعلی زمین٬ بیش از دو درصد به خورشید نزدیک شویم یا حداکثر ۳۰ درصد از خورشید دور شویم٬ آب و هوا دچار تغییرات بسیار جدی خواهد شد.» از این زاویه٬ غیر از زمین٬ مکان مناسب دیگری برای حیات در منظومه‌ی شمسی وجود ندارد. حتی با وجود منظومه‌های خورشیدی فراوان دیگر نیز٬ تعداد سیاراتی که در چنین فاصله‌ای دور آن ستاره بگردند٬ بسیار کم خواهد بود.
اگر یافته های جدید در مورد حیات٬ متفاوت با آن چیزی که همه می پندارند٬ روی زمین خودمان نبود٬ این موضوع می توانست پایان غم انگیزی بر پیدا کردن مکانهای مناسب حیات در سیارات دیگر باشد. کریس مک‌کی٬ یکی از پیشگامان بیولوژی ستاره ای (Astrobiology)٬ رشته ای ترکیبی که به مطالعه در مورد چگونگی شکل گیری حیات در خارج از زمین می پردازد٬ می گوید: «هیچ کس انتظار این یکی را نداشت. به تازگی رشته های باکتریایی جدیدی یافت شده اند که از غذا٬ اکسیژن و نور آفتاب موجود در سطح زمین استفاده نمی کنند.»
این شکل اخیر حیات٬ که بر آن نام اکستریموفیل (Extremophiles) (واژه ای مرکب از Extreme و Phile به معنی دوستدار شرایط بسیار صعب: مترجم) نهاده اند٬ در شرایطی بسیار سخت زندگی می کند که زیست شناسان پنجاه سال قبل٬ هرگز در خواب هم نمی دیدند که چنین چیزی میسر باشد.
کرم های لوله ای عظیم الجثه٬ خرچنگ ها و میگوهایی وجود دارند که در تاریکی مطلق اعماق اقیانوس٬ در اطراف دهانه های آتشفشانی کف دریا زندگی می کنند. این دهانه ها٬ به دلیل آزاد کردن مقادر انبوهی سولفید هیدروژن در آب اقیانوس٬ به دودکش ها سیاه معروفند و جاندارانی که در اطراف این دهانه ها به بقا ادامه می دهند٬ در محیطی بدون فتوسنتز زندگی می کنند.
با این وجود از نظر مک‌کی٬ این جانداران نمونه هایِ جالبِ اکستریموفیل نیستند. او می گوید: «این موجودات هنوز وابسته به اکسیژنی هستند که به طور غیر مستقیم بر اثر نور خورشید تولید میشود.» اما باکتریهایی که در اعماق دست نیافتنی زمین زندگی می کنند٬ به کلی متفاوت عمل می کنند. یکی از این باکتریها٬ در عمق ۵ کیلومتری سطح زمین٬ در دالانهای معادن طلای آفریقای جنوبی زندگی می کند. مک‌کی با اشتیاق می افزاید: «این موجودات٬ انرژی خود را از منابعی می گیرند که هرگز در تصور ما هم نمی گنجد. این باکتری٬ انرژی خود را از اتمهای ناپایدار حاصل از تجزیه مواد رادیواکتیو موجود در صخره ها کسب می کند. نور خورشید و آب٬ هیچ نقشی در این فرآیند بازی نمی کنند. این واقعا حیرت آور است.»
اکستریموفیل هایی که متکی به منابع انرژی غیر از خورشید هستند٬ نشان می دهند که چگونه حیات غیرزمینی می تواند در اعماق دور از نور و آب٬ شکل بگیرد. مک‌کی ادامه می دهد: «سیارات قابل سکونت [نه برای انسان] لزوما نباید شبیه زمین باشند. این اکتشاف٬ منجر به افزایش (بسیار زیاد) وسعت مناطق «قابل سکونت» از دید ما میشود.»
تصادفا٬ این کشف اکستریموفیل ها مصادف شد با مطالعات جدیدی که نشان می داد منظومه شمسی٬ احتمالا در گذشته دارای مکانهای گرم و مرطوب دیگری بوده است. فضاپیمای گالیله در دهه‌ی ۹۰ شواهد قانع کننده ای دال بر وجود اقیانوسی از آب مایع زیر سطح منجمد اروپا٬ قمر بزرگ مشتری٬ جمع آوری کرد. (ناسا اخیرا اعلام کرده که برنامه‌ی سفر مجددی به اروپا برای سال ۲۰۲۷ به منظور مطالعه‌ی دقیقتر دارد.) کشف اخیر آب فشانها در سطح آنسِلَدُس نیز این حدس را تقویت می کند که شاید مکانهای بیشتری نظیر این در اطراف منظومه‌ی شمسی وجود داشته باشد. این سیارات٬ فاقد نور خورشید و دسترسی به سطح می باشند٬ اما ظاهرا بعضی موجودات نیازی به این دو ندارند.
مک‌کی می افزاید: «وقتی کشف آب زیر سطح اِنسِلُدُس و اروپا را در کنار برداشت جدیدمان از اکستریموفیل های سیاره ای می گذاریم٬ روشن میشود که چرا باید تعریف‌مان از «مناطق قابل سکونت» را تغییر دهیم.»
قسمتهای دیگر:
قسمت دوم
قسمت سوم
قسمت چهارم
قسمت پنجم و آخر
ادامه دارد . . .
منبع: مجله دیسکاور
