لایههای مختلف جو زمین
در یک تقسیمبندی کلی میتوان جهان هستی را به سه منطقه فضای خاکی، فضای جوی و فضای بیرونی تقسیم کرد. فضای خاکی بخشی از جهان را تشکیل میدهد که مولکولهای جامد با گرد آمدن در کنار هم جرمی سماوی را تشکیل داده باشند. فضای جوی قسمتی از دنیا است که چگالی مولکولهای گاز در آن به قدری است که نمیتوان آن فضا را تهی فرض کرد. جو ناهید، زمین، بهرام یا قسمت اعظم سیارههای مشتریگونه مانند مشتری، کیوان و اورانوس از این دسته هستند.
اما فضای بیرونی منطقهای است که علیرغم تصور عامه مردم خالی و تهی نمیباشد بلکه چگالی مواد در این ناحیه بسیار اندک است. در فضای بیرونی غالباً گاز هیدروژن، یونها، ذرات تشکیل دهنده اتم (الکترونها و پروتونها) و گاهی اوقات غبارهای فضایی یافت میشود اما میزان این مواد در گستره عظیم این منطقه چنان کم است که میتوان به نسبت فضای خاکی و یا جوی، آنجا را تهی فرض کرد.
زمین از جمله مناطقی در جهان است که هر سه فضا را در خود دارد. مرز بین فضای خاکی و فضای جوی کاملاً مشخص و معلوم میباشد. اما برعکس مرز مشخصی بین فضای جوی و فضای بیرونی وجود ندارد. جو زمین با افزایش ارتفاع رقیق میشود و به تدریج جای خود را به فضای بیرونی میدهد. از این رو مرزی مجازی برای گذر از فضای جوی به فضای بیرونی تعریف شده است. با توجه به کاربردها و نگاههای متفاوت چندین مرز به وجود آمده است.
طبق تعریف فدراسیون بینالمللی هوانوردی، خط کارمن [Karman Line]در ارتفاع۱۰۰ کیلومتری از سطح متوسط دریاها مرز بین هوا و فضا است. این تعریف به این دلیل انتخاب شده است که بعد از این ارتفاع غلظت جو به دلیل افزایش ناگهانی و شدید دما به قدری کاهش مییابد که میتوان از نیروی پسای ناشی از برخورد مولکولهای جو با شئ پرنده صرفنظر کرد و یا از منظری دیگر غلظت جو زمین به قدری کاهش مییابد که سرعت لازم برای تولید نیروی برآ توسط هواپیماها از سرعت لازم مداری فضاپیماها بیشتر میشود.
از دیگر سو طبق تعریف رسمی ایالات متحده آمریکا فردی که قادر باشد در ارتفاعی بیش از ۸۰ کیلومتر از سطح زمین پرواز کند، مفتخر به کسب عنوان فضانورد خواهد شد. این ارتفاع جایی است که لایه مزوسفیر[Mesosphere] تمام میشود. اما مهندسان طراح هوافضا، هنگام طراحی و یا شبیهسازی بازگشت اجرام به جو زمین، گذر از ارتفاع ۱۲۰ کیلومتری را عبور از مرز فضا به جو میشناسند. سرعت بسیار زیاد اجسام در بازگشت به جو دلیل تفاوت دیدگاه این دسته از مهندسان با گروه اول است. در سرعتهای بسیار زیاد، جو رقیق فاصله بین ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۲۰ کیلومتری، پسای اتمسفری قابل توجهی تولید میکند.
فضای بیرونی خود شامل تقسیمات فراوانی است. بخشی از فضای بیرونی که در داخل منظومه شمسی قرار دارد را فضای بین سیارهای مینامند. با گذر از هلیوپاس ( [Heliopause] مرز منظومه شمسی، جاییکه بادهای خورشیدی با بادهای ستارهای کهکشان راهشیری برخورد میکنند) وارد قسمتی از فضای بیرونی میشویم که به آن فضای بین ستارهای میگویند. در قدم بعدی با گذر از مرز کهکشان راه شیری وارد منطقه بسیار جدید و شگفتانگیزی میشویم که از آن با فضای بین کهکشانی یاد میشود.
عدم وجود جو در فضای بیرونی (یا به عبارت بهتر، غلظت بسیار اندک گاز و ذرات جامد در آن منطقه)، این قسمت از جهان را برای رصد آسمان در تمام گستره طول موج امواج الکترومغناطیسی ایدهآل ساخته است. فقط در چنین محیطی است که تلسکوپ فضایی هابل قادر به دریافت امواجی از ۱۴ میلیارد سال پیش میگردد. امروزه بیشتر دانش ما از فضا مرهون چنین امکان بدیعی است که بشر را قادر میسازد فارغ از اغتشاشات جو بر موجی که دریافت میکند، وسعت دانش خود را افزایش دهد.
بودن در فضای بیرونی خطرات بیشماری برای موجودات زنده به همراه دارد.
اولین خطر برای نوعی از زندگی که ما میشناسیم، عدم وجود اکسیژن است. نوع بشر برای بقا به اکسیژن جو احتیاج مبرم دارد و تنها هفت دقیقه نبود آن را تحمل میکند.
خطر دوم مربوط به فشار بسیار بسیار اندک هوا است که میتوان آن را صفر فرض نمود. بدن انسان بعد از سالها بودن در شرایط سطح زمین خود را با فشار یک اتمسفری جو مطابقت داده است. به این منظور ما فشار داخلی معادل یک اتمسفر در بدن خود داریم تا همچون یک قوطی خالی در اثر فشار جو زمین له نشویم . در شرایط خلاء این فشار داخلی باعث دردسر خواهد شد. البته موجود زندهای که شرایط خلاء را تجربه میکند در اثر فشار داخلی دچار از هم پاشیدگی نخواهد شد اما اتفاقات ناگوار دیگری برایش روی خواهد داد. برای مثال آب در اندام سطحی مانند چشمها و پوست شروع به جوشیدن و تبخیر شدن میکند، مویرگها در اثر فشار داخلی پاره خواهند شد و مرگ دردناکی در انتظار وی خواهد بود.
گزینههای وجود زیست فرا زمینی
در منظومه خورشیدی غیر از زمین تنها سه گزینه وجود دارد که احتمال پیدایش حیات بر روی آنها بررسی میشود. میتوانیم با اطمینان بگوییم زیست در بهرام (مریخ)، یکی از ماههای مشتری – اروپا و یکی از ماههای کیوان به نام تیتان میتواند پدید بیاید.
کمربند حیات در منظومه شمسی
کمربند زیستی در سامانه خورشیدی یعنی جایی که سیارهای با جو مناسب دارای آب به صورت مایع است و احتمال شکل گیری حیات تنها در این کمربند وجود دارد
کمربند زیست خورشید شامل سه سیاره ناهید (زهره)، زمین و بهرام است.
سیاره زهره از لحاظ ظاهری شباهت زیادی به زمین دارد. جرم آنها با هم برابر است و ضمناً ترکیبات اتمسفری اولیه دو سیاره شباهت زیادی با هم داشتهاند اما سیاره زهره کمی نزدیک تر از زمین به خورشید است و این باعث عدم پایداری آب مایع در آن سیاره میشود. همچنین گاز کربنیکی که در جو آن قرار دارد باعث ایجاد خاصیت گلخانهای شدید شده و دمای آن را تا ۵۰۰ سانتی گراد میرساند. بنابراین میبینید که از شرایط ابتدایی حیات یعنی آب مایع و جو مناسب برخوردار نیست.
۱-مریخ(بهرام)
سیاره دیگر کمربند حیات مریخ است که تاکنون بیش از دو گزینه دیگر کاوش شدهاست. در چند صد میلیون سال اول منظومه خورشیدی، مریخ نسبت به زمین شرایط بهتری برای پیدایش حیات داشته که به دلیل سریعتر سرد شدن مریخ بودهاست. همین زمینه شرایط پیدایش باکتریها را زیر پوسته مریخ ایجاد کرد. یعنی شرایط سطحی مریخ بسیار زودتر از زمین برای پیدایش زیست آماده شدهاست. یافتههای اخیر مریخنوردهای ناسا وجود آب در گذشته مریخ- احتمالاً حدود یک میلیارد سال قبل- را نیز تایید کردهاند. هرچند میزان آن و مدت زمان بقای آن همچنان مبهم است. علاوه بر این شواهدی دال بر وجود جوی ضخیم از ۲co در سالهای آغازین این سیاره وجود دارد. شاید در همین دوره زیست در زیر سطح مریخ یا حتی بر سطح آن فرصت رشد یافته باشد اما به دلیل میدان مغناطیسی و گرانش ضعیف مریخ (حدود ۳۸ درصد جو زمین) باد خورشیدی جو آن را بیش از پیش پراکنده ساخت و سبب بخار شدن یا فرورفتن آبهای سطحی به زیر سطح مریخ و یخ زدن آنها شدهاست. اخیراً نیز مدار گردهای مریخ نشانههای امیدوار کنندهای را از وجود منابع یخ- آب زیر سطح مریخ یافتهاند.
بنابراین امکان زندگی بر روی مریخ کنونی بسیار کم است اما غیرممکن نیست. احتمالاً گرمای درونی آن به اندازهای هست که لایه زیرین یخ را گرم کند و محیطی نسبتاً مساعد را برای میکروبهای جان سخت مریخی ایجاد کنند. این باکتریها در صورت وجود در سوخت و سازشان تولیدکننده متان هستند. جالب این است که شواهد اخیر مدارگرد مریخ نشانههایی قطعی از وجود متان در جو مریخ دارد که یا بر اثر واپاشیهای حاصل از زندگی باکتریها به وجود میآیند یا بر اثر فعالیتهای پیوسته آتشفشانی در جو پخش میشوند. این که آیا در دوره ابتدایی مریخ حیات شکل گرفتهاست یا حتی هنوز هم باکتریهایی زیر لایههای سطحی آن- جایی که احتمالاً آب مایع وجود دارد- زنده ماندهاند هنوز بی پاسخ ماندهاست و جواب قطعی آن طی کاوشهای آینده حاصل میشود.
(شهاب سنگ مریخی ALH84001 که ۱۳۰۰۰ سال پیش در قطب جنوب سقوط کردهاست. در بزرگنمایی ۱۰۰ هزار برابر با میکروسکوپ الکترونی، ساختارهای کرم مانندی دیده میشود که دانشمندان آنها را مشابه سنگوارههای زیست ابتدایی میدانند. اما هیچ چیز هنوز قطعی نیست.) بنابراین هر دو سیاره موجود در کمربند حیات را بررسی کردیم. (البته غیر از زمین) اما ممکن است در هر منظومه کمربندهای حیات متعددی وجود داشته باشد یعنی قلمرو حیات ابتدایی محدود به کمربند حیات دور هر ستاره نیست. اگر سیارهای گازی اقماری بزرگ داشته باشد، نیروی جذر و مدی میان سیاره و اقمار درون این اقمار را گرم میکند. یعنی حتی اگر سیاره و قمرش نزدیک ستارهای هم نباشند، انرژی مورد نیاز حیات ابتدایی تأمین خواهد شد.
۲- اروپا
سطح این قمر مشتری را اقیانوسی نیمه عمیق از آب فراگرفته و روی آن را لایهای یخ ضخیم که شاید ضخامت آن ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر باشد، پوشانیدهاست و این لایه یخ به دلایل مجاورت با خلأ همواره در حال شکست و ترمیم است. این قمر هم اندازه ماه زمین است و منبع گرمایی درونی آن در اثر مکش گرانشی مشتری و دیگر قمرها بر اروپا به وجود آمدهاست. این گرما یخهای زیرین را ذوب میکند، در عین حال فشار یخها باعث میشود آب بخار نشود، در نتیجه ممکن است نوعی از حیات در آب زیرین شکل گرفته باشد. شکلی از حیات که متفاوت از حیات شناخته شده زمین خواهد بود. چون ژرفای یخ به حدی است که نور خورشیدی از آن نمیگذرد بر همین اساس حیات وابسته به نور خورشید نمیتواند در آنجا شکل بگیرد. اینکه آیا حیاتی در آنجا آغاز شده و تا کجا متحول شدهاست را نمیدانیم. با شروع ماموریت مدارگرد جیمو (JIMO) و مطالعه قمرهای یخی مشتری، اطلاعات نسبتاً کامل تری را درباره احتمال حیات در اروپا به دست خواهیم آورد. تنها زمانی میتوانیم با قطعیت از حیات در اروپا صحبت کنیم که ناسا موفق شود کاوشگری را به اروپا بفرستد و با سوراخ کردن یخها، حیات دریایی را آزمایش کند که این امر با توجه به شرایط و ضخامت یخ به زودی امکانپذیر نیست.
(سطح یخی اروپا، شیارهای موجود یخهای ترک خورده سطح اروپا را از دید فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۸نشان میدهد.)
۳- تیتان
این قمر با قطری معادل ۵۱۵۰ کیلومتر دومین قمر بزرگ منظومه شمسی و حتی از سیارههای پلوتون و عطارد نیز بزرگ تر است. اما مهمترین ویژگی آن وجود جو قابل توجه آن است که از نظر ترکیبات و فشار سطحی به زمین بسیار شبیهاست. جو هر دو از نیتروژن (۷۸ درصد برای زمین و ۹۰ تا ۹۷ درصد برای تیتان) تشکیل شده و فشار جو در تیتان ۱/۵برابر فشار جو در زمین است. البته دومین گاز فراوان در زمین اکسیژن و در تیتان متان است.
دورتا دور جو تیتان تا ارتفاع ۷۰۰ کیلومتری سطح غباری از ذرات متان وجود دارد. در عکسهایی که کاسینی اخیراً از این قمر بااهمیت گرفته نواحی تیره و روشن بسیاری دیده میشد. نواحی تیره احتمالاً دریاهای اتان و متان هستند که در دمای ۱۷۹- درجه سطح تیتان به وجود آمدهاند و نواحی روشن باید قارههایی بر سطح آن باشند. به دلیل دمای بسیار کم تیتان، احتمال وجود حیات در آن وجود ندارد اما این قمر ترکیبات آلی یعنی بلوکهای سازنده حیات را در خود جای دادهاست. بنابراین نمونهای عالی برای بررسی شرایط آغازین حیات است، یعنی چیزی شبیه زمین در ۴/۵ میلیارد سال پیش که اکنون میتوان سیر تکوین حیات را بر روی نمونهای آزمایشگاهی مطالعه کرد.
حال چگونه بر روی چنین قمری با اوضاع محیطی نه چندان مساعد حیات شکل میگیرد؟ تیتان یکی از مهمترین عاملها را دارا است و آن جوی پایدار است که مانند یک حفاظ محیط درون قمر را از فضای بیرون آن جدا میکند. مورد بعدی مانند پیدایش حیات ابتدایی بر روی زمین است. پرتوهای فرابنفش در برخورد با تیتان باعث شکسته شدن مولکولهای نیتروژن، متان و سایر مولکولها میشود و در نتیجه ترکیبات آلی بعدی شکل میگیرد. در نهایت چگالی ابرها به حدی میشود که امکان ریزش بارانهای هیدروکربنی را روی قمر بالا میبرد که در صورت روی دادن این پدیده مهم، دریاچهها و رودهایی از ترکیبات آلی سطح این قمر را میپوشاند. بنابراین شرایط حیات ابتدایی در مجاورت مولکولهای آلی مساعد تر میشود و در آن صورت ما شاهد آن چیزی خواهیم بود که در حدود ۵/۴ میلیارد سال پیش در زمین آغاز شدهاست، تاکنون به چنین موجودات هوشمندی ختم شود. بسیاری از این حدسیات بعد از فرود هویگنس و تجزیه و تحلیل کامل دادههای ارسالی آن قطعی خواهد شد.
با توجه به آنچه در بالا ذکر شد میبینیم احتمال این که در جای دیگری از منظومه شمسی هم بتواند شکل بگیرد صفر نیست. چنانچه شواهد حاکی از آن است که در زمانی دوردست در مریخ حیاتی ابتدایی وجود داشته و اکنون ممکن است در قمر اروپا ایجاد شده باشد و در آیندهای دور هم احتمال ایجاد آن بر تیتان وجود دارد، پس باید امیدوار باشیم که ما در این کیهان تنها نخواهیم بود.
کوتولههای سرخ
اجرام زیستپذیر اطراف ستارههای کوتولههای قرمز بهترین نامزد برای میزبانی زیست فرازمینی هستند. درواقع بهترین جای کیهان برای یافتن حیات فرازمینی. کوتولههای قرمز فراوانترین نوع ستاره در جهان هستند و هر یک از آنها احتمالا دارای سیارهای هستند که در ناحیه زیستپذیرشان قرار گرفته است. این ناحیه بهترین شانس برای وجود حیات بیگانه را داراست. کوتولههای قرمز که ستارههای کوتوله M نیز خوانده میشوند، بیش از ۵۰ برابر تاریکتر از خورشید بوده و فقط ۱۰ تا ۲۰ درصد آن جرم دارند. این اجرام کیهانی ۷۰ درصد ستارگان جهان را تشکیل میدهند.
فراوانی کوتولههای قرمز دانشمندان را به این فکر واداشت که شاید آنها بهترین مکان برای کشف حیات بیگانه احتمالی باشند. منجمان به طور فزایندهای در حال کشف سیارات مدارگرد در اطراف این ستارهها هستند و پژوهشهای جدید فضاپیمای کپلر نیز نشان داده دست کم نیمی از این ستارگان، سیارات صخرهیی دارند که اندازهشان نصف تا چهار برابر زمین است. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در لسآنجلس با استفاده از مدلهای رایانهیی شکلگیری سیارهیی دریافتند کوتولههای قرمز احتمالا جهانهای زمینمانندی را توسعه دهند و این که سیارات موجود در ناحیه زیستپذیر آنها به اندازه کافی برای داشتن آب مایع، گرم هستند. پژوهشگران دریافتند سیاراتی که در نواحی زیستپذیر ستارگان کوتوله قرمز قرار دارند، میتوانند مقادیر قابلتوجهی از آب را انباشت کنند و در واقع هر یک از آنها احتمالا دارای ۲۵ برابر آب بیشتری نسبت به زمین باشند.
اگر مریخ در منظومه ی ما(( کلید طلایی )) است ، پس چرا نمی تواند میزبان فضایی ها باشد ؟!
جواب این سوال را می توان در چگونگی تاثیر جرم یک سیاره بر توانا یی آن در نگه داری اتمسفر مناسب حیات پیدا کرد . در زمین ، چرخه ی کربن مانند ترموستاتی کار می کند که آب و هوای زمین را برای ادامه ی حیات مناسب می سازد . فعاایت های آتش فشانی ، موجب تولید گاز کربن دی اکسید شده. که خود موجب اثر گلخانه ای، تبخیر آب و بارش باران میشود( چرخه ی آب ) . باران این مواد معدنی کربن دار را از سنگ های سطح زمین می شوید و به دریا ها می برد . در نهایت این مواد معدنی به اعماق زمین رفته و در آن جا رسوب می کنند.
این تعادل در بین تولید و پاک شدن کربن دی اکسید کمک کرده است تا آب و هوای کره ی زمین از ۴ میلیارد سال گذشته ثابت باقی بماند.
مریخ به دلیل اندازه ی نسبتا کوچک خود ( حدودا نصف زمین ) دمای درونی خود را به سرعت از دست می دهد . در نتیجه فعالیت های آتش فشانی که برای تامین کربن دی اکسید اتمسفر لازم هستند کاهش می یابند.
از سوی دیگر گرانش ضعیف آن به اتمسفر سیاره اجازه می دهد که از سطح آن جدا شده و درون فضا شناور شود.از این رو کربن دی اکسید کمی در سطح مریخ برای گرم کردن سیاره تا حدی که قادر به نگه داری آب مایع باشد وجود دارد.
در این بخش فاکتور هایی از قبیل فاصله ی سیاره از ستاره ی میزبان ، اتمسفر و جرم را مورد بررسی قرار دادیم.حال این سوال پیش می آید که آیا موارد نام برده تنها فاکتور های اساسی ما برای جست و جوی حیات هستند؟ آیا سیاره ای که این خصوصیات را در بر گیرد لقب ((کلید طلایی)) را به خود اختصاص خواهد داد ؟ در قسمت دوم به بررسی این سوال ها و جواب های شگفت انگیز دانشمندان می پردازیم. با ما همراه باشید.
آزمایشات
از نظر ما انسان ها حیات به معنی وجود شرایط حاکم بر زمین ( که همانا وجود آب و اکسیژن) است. اما این پندار قدیمی که گویا زندگی تنها تحت شرایطی شبیه به شرایط حاکم بر کره زمین می تواند وجود آید نادرست و غیر علمی است. واقعیت آن است که حتی برو روی کره زمین هم موجوداتی زندگی می کنند که نیازی به اکسیژن ندارند.
این نوع موجودات را باکتری های غیرهوازی می نامند. مقدار معینی اکسیژن برای این باکتری ها حکم زهر را دارد و کشنده است. یا به عنوان مثال کاملاً منطقی به نظر می رسد که اگر تصور کنیم که آب شدیداً رادیواکتیو سترون و عاری از هر گونه زندگی است/ اما حقیقت آن است که انواعی از باکتری ها قادرند خود را با این آب مرگبار که در اطراف راکتورهای اتمی جاری است وفق داده و سازگار با آن به زندگی ادامه دهند.
جستجو برای یافتن حیات فرازمینی همچنان ادامه دارد. بسیاری از دانشمندان بزرگ به وجود موجوات فضایی یقین دارند و سالهاست که در تکاپو برای یافتن نشانه هایی از آنها دست به مطالعات گسترده زده اند. در قسمت اول این فصل ، برخی فاکتورهای حیات در سیارات فراخورشیدی را مورد برسی قرار دادیم. در ادامه به نکات مهمتری خواهیم پرداخت.
آزمایشی که دکتر زیگل دانشمند آلمانی انجام داده هولناک و شگفت آور است. دکتر زیگل در آزمایشگاه خود شرایطی کاملا شبیه به شرایط موجود در جو سیاره مشتری ایجاد نمود و در این محیط مرگ آور که هیچ گونه شباهتی با محیط های مناسب برای ایجاد و رشد و زندگی بنا به تعریف رایج و مرسوم آن ندارد انواعی از باکتری ها و قارچ ها پرورش داد و عجیب آن که آمونیاک و متان و هیدروژن این باکتری ها و قارچ ها را نابود نکرد.
آزمایش های پروفسور هینتون و دکتر بلوم از دانشگاه بریستول انگلستان نیز به نتایج حیرت انگیز مشابهی منجر گردید. این دو دانشمند لارو نوعی پشه را ساعت ها در دمایی حدود یکصد درجه سانتیگراد حرارت داده و سپس آنها را بلافاصله در هلیوم مایع که برودتی معادل برودت خلاء کیهانی دارد غوطه ور ساختند. دانشمندان آنگاه لارو پشه ها را در معرض اشعه پر انرژی قرار داده و در آخر دوباره آنها را به محیط عادی زندگی خود برگرداندند. آنچه غیرممکن به نظر می رسید عملی شد. لاروها روال عادی و بیولوژی زندگی خود را از سر گرفتند و پس از مدتی پشه های سالمی از این لاروها بیرون آمدند. ما باکتری هایی را می شناسیم که در دهانه آتشفشان و در مجاورت گدازه ها زندگی می کنند و باکتری های دیگری را سراغ داریم که در سنگ تغذیه می کنند و نیز انواعی را می شناسیم که آهن تولید می نمایند. انبوه سوالات بدون پاسخ، بی وقفه در حال افزایش است.
آزمایش های فراوانی در مراکز مختلف علمی در حال انجام است که روز به روز بر علت ها و دلایلی که نشان می دهد زندگی به هیچ وجه به شرایط حاکم بر سیاره ما وابسته نیست افزوده می گردد. ما قوانین و شرایط زندگی بر روی کره زمین را طی قرن های متمادی بنیان و لازمه حیات پنداشته و کره زمین را مرکز خلقت و زندگی به حساب آورده ایم. باور عمیق به این پندار دورنمای شناخت بشر را کدر و معوج ساخته است. اعتقاد به این فرضیه افق دید کاشفین و پژوهشگران را محدود ساخته و آنها را وادار کرده است تا کائنات لایتنهای را با معیارها و سیستم فکری ویژه ما انسان ها مورد بررسی قرار دهند. از سوی دیگر نحوه تفکر ما نسبت به سایر جانداران بدان معنی است که قبول کنیم موجودات هوشمند ساکن بر روی یک سیاره ی دیگر نیز به نوبه خود حق دارند شرایط زندگی خود را تنها معیار و محور حیات بدانند به عنوان مثال اگر موجوداتی در برودتی معادل ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه زیر صفر زندگی می کنند حق دارند که این برودت مرگبار را پیش شرط و لازمه حیات بر روی سیار سیارات بدانند.
در تعدادی از شبیه سازی هایی های کامپیوتری که در سال اخیر انجام شد ،(( دیوید اسپیجل )) از دانشگاه کرینتون کشف کرد که فاکتور هایی از قبیل حرکت چرخشی یک سیاره غیر قابل سکون و یا سرعت حرکت وضعی آن می تواند موقعیتی برای نگه داری آب و تامین حیات ایجاد کند.
هنگامی که این تغییر محوری با تغییر در سرعت حرکت وضعی ترکیب شد، تابستان های سیاره تا حدی گرم شدند که یخ موقتاً در قطبی از سیاره که به سمت ستاره ی میزبان بود آب شد. این آب مایع، تنها هنگامی در شبیه سازی های کامپیوتری به وجود آمد که سرعت حرکت سیاره از زمین بیشتر شد . به علاوه به دلیل افزایش نیروی گریز از مرکز ، حرکت جریان هوا از قطبین به استوای سیاره ، مشکل تر شد.
اسپیجل ، هم چنین دنیای بیابانی را طراحی کرد که قسمتی از آن قابل زیست بود . ۹۰% این سیاره را خشکی و ۱۰% آن را آب تشکیل می داد . با توجه به استاندارد های موجود ، تنها ناحیه نه چندان بزرگی که در نزدیکی استوای سیاره واقع بود ، قادر به نگه داری آب و میزبانی حیات بود . لیکن در نواحی دیگر سیاره ، تغییرات فصلی موجب منجمد شدن و یا به جوش آمدن آب در زمان های مختلف می شد. لذا در این حال ، آب مایع تنها در فصول بهار و پاییز موجود بود. اما از نظر دیوید اسپیجل و تیم تحقیقاتی او حتی چنین نواحی را نباید غیر قابل سکون نامید و آن را از گزینه ها حذف کرد.
این تیم همچنین به این نکته دست یافتند که میکروب هایی بر روی زمین در حال زیست هستند که در دمای زیر ۰ درجه شروع به دوباره سازی می کنند و شمار دیگری این عمل را در دمای بالای ۱۰۰ درجه انجام می دهند. اما میکروبی که هر دو مورد را با هم تحت پوشش قرار دهد تا کنون کشف نشده است. با وجود اینکه این تیم بر این نکته اشراف دارند، اما امکان وجود هم چین میکروبی غیر ممکن نیست.
فاکتور دیگری که اکنون به بررسی آن می پردازیم ، امواج گرانشی هستند.
باید دانست که تنها چشمه ی امواج گرانشی که موجب ایجاد گرمای حیات می شود ، ستاره ی میزبان سیاره نیست.
امسال تیمی با سرگروهی (( برایان جکسون )) از دانشگاه آریزونا به بررسی این موضوع پرداختند که برخی از سیارات دارای منابع تولید گرمای درونی هستند. به علاوه این موضوع راجع به سیاره هایی با مدار های کوچک یا بزرگ صدق می کند. در هر حال این سیارات از جانب ستاره ی خود به سبب امواج گرانشی تحت کشش و فشار قرار می گیرند ، این پدیده به نوبت خود اصطکاک لازم برای تولید گرمای درونی سیاره را میسر می سازد.
تیم جکسون در حالی که به بررسی سیاره های اطراف کوتوله های سرخ مشغول بودند، میزان این امواج گرانشی را برای سیاره های دیگری نیز بررسی کردند.
در حالی که میزان این امواج گرانشی تا حد زیادی به جرم ستاره و سیاره بستگی دارد ، محاسبات این تیم نشان داده اند که ، قرار دادن مقدار زیادی امواج گرانشی در مدار سیاره باعث افزایش دما در سیاره شده که شرایط ذوب شدن یخ را در سیاره ی مورد نظر فراهم می کند.
دمای بیشتر موجود در سیاره هم چنین باعث شروع فعالیت های آتش نشانی در سیاره می شوند و به دنبال آن ، سیاره به طبع میزبان اتمسفری ضخیم تر و در پی آن اثر گلخانه ای بیشتری خواهد بود. از این رو می توان لقب (( منطقه ی کلید طلایی )) را به آن اختصاص داد.
موج ضربه های گرانشی برای سیاره های نزدیک تر ، بسیار قوی تر هستند. برخی از این سیارات حتی ممکن است امواج گرانشی بیشتری از IO ( قمر مشتری) که به خاطر امواج گرانشی بسیار قوی مشتری دچار فوران های بسیار شدیدی در سطح خود می شود دریافت کنند. چنانچه این قمر قادر است سطح خود را هر ۱۵۰ سال بازسازی کند. لذا فعالیت های آتش فشانی بر روی این گونه سیارات ، احتمال وجود حیات را بر روی آن ها غیر ممکن می سازد.
نمایی خیالی از سفینه موجودات فضایی در District 9 ، بر اساس فیلم علمی تخیلی ساخته کارگردان مطرح سینما پیترجکسون
با بیش از ۳۰۰ سیاره فرا خورشیدی که تاکنون کشف شده اند ، و سیارات بیشتری که مطمئناً پس از این کشف خواهند شد. این گونه بینش های جدید به پژوهشگران کمک خواهند کرد که در مورد سیاره های حذف شده از لیست (( کلید طلایی )) تجدید نظر کنند و در کاوش های بعدی خود ، اولویت های فراتری را مورد بررسی قرار دهند.
بر خلاف انتشار فراگیر این دیدگاه های جدید ناظر بر فاکتور های سیارات قابل سکون ، هنوز افراد زیادی بر این باورند که این فاکتورها به کشف سیاره های میزبان حیات کمک نخواهند کرد. مطمئنا حقایق زیادی وجود دارند که هنوز از چشم ما پنهانند. حتی در مورد زمین ، (( جاناتان لویین )) از دانشگاه آریزونا می گوید : (( به عقیده ی من ، ما هنوز حقیقتاً دلیل و چگونگی قابل سکونت بودن زمین و سیر تکاملی آن را در راه تبدیل به سیاره ای قابل سکون نمی دانیم )).
او هم چنین اضافه کرد: (( تا زمانی که بر این حقیقت فائق نیاییم ، درست یا نادرست بودن هیچ کدام از این تئوری ها قابل پیش بینی نخوهد بود.))
باید به خاطر داشت ، همیشه احتمال این وجود دارد که در جستجوی آب بر روی سیارات دیگر دچار اشتباه شویم . با توجه به این نظریه های جدید ، می توان اشکال مرموزی از حیات را در پیش رو تجسم کرد. مثل شنا کردن در دریاچه ای از متان در سطح تیتان، قمر زحل!؟
با این حال تیم لویین معتقند احتمال وجود حیات در انواع شیمیایی مرموز در این مایع ها هم نباید از لیست جست و جوی ما حذف شوند. جستجو برای حیات همچنان ادامه دارد…
دریاچه های قیری یعنی نزدیکترین و شبیه ترین گزینه ها به دریاهای زحلی قمر تایتان بر روی زمین منزلگاه حیاتهای میکروبی بیگانه ای هستند که امید یافتن نمونه هایی مشابه بر روی قمر زحل را نیز افزایش می دهند.
چنین یافته هایی نه تنها قادر خواهند بود به جستجو برای یافتن حیات بیگانگان در منظومه خورشیدی کمک کنند بلکه می توانند دیدگاه هایی جدید را در رابطه با تکامل حیات بر روی سیاره زمین در اختیار دانشمندان قرار دهند.
بزرگترین دریاچه قیر جهان دریاچه Pitch در جزیره کارائیب در ترینیداد است که وسعتی برابر ۴۶۱ هزار و ۳۴۳ مترمربع داشته و مملو از قیر داغ، دی اکسید کربن و گازهای هیدروکربنی است که ظاهر آن را برای حیات غیرممکن می سازد.
با این همه اکنون دانشمندان دریافته اند هر گرم از ماده لزج و داغ این دریاچه می تواند منزلگاه ۱۰ میلیون میکروب از قبیل باکتری ها و دیگر ارگانیزمهای تک سلولی مشهور به Archaea باشد. این گونه از حیات که در حرارتی میان ۹۰ تا ۱۳۲ درجه فارنهایت در حال سپری کردن زندگی است از هیدروکربنها تغذیه می کند و به جای تنفس اکسیژن از فلزهایی مانند آهن یا منگنز برای تنفس کردن کمک می گیرد.
دانشمندان ۶ نمونه از این نوع حیاتها را از این دریاچه جمع آوری کرده و دریافتند هر یک از این نمونه ها حاوی تعداد زیادی از میکروبها است. بیشتر این باکتری ها با باکتریهایی که در ته نشستهای متانی یا نفتی یافت شده اند در ارتباطند. با این حال برخی این باکتری ها به اندازه ای از نمونه های شناخته شده فاصله دارند که نسل جدیدی از موجودات زنده را یادآور می شوند.
مقادیر آب موجود در قیر بسیار پایین است. مقداری که در آستانه یا پایین تر از حد آستانه حیات بر روی زمین به شمار می رود. از این رو حیاتی که دانشمندان در دانشگاه بریتیش کلمبیا موفق به یافتن آن شده اند می تواند بسته هایی مملو از آب باشند که با لایه ای از قیر احاطه شده اند.
جدا از محیط بسیار سردی که بر قمر تایتان حاکم است، شرایط محیطی این قمر با دریاچه Pitch شباهت بسیار زیادی داشته و در واقع نزدیکترین موقعیت مشابه تایتان بر روی زمین به شمار می رود. از این رو یافتن طیفی از میکروبها در این دریاچه امکان یافتن حیات بر روی دریاهای هیدروکربنی تایتان را افزایش می دهد زیرا امکان گرم شدن برخی از این دریاها از لایه های درونی قمر و دریافت انرژی مورد نیاز برای بهبود یافتن امکان شکل گیری حیات در آنها به وجود خواهد آمد.
به گفته دانشمندان پیش بینی وجود حیات در قمر تایتان بسیار هیجان انگیز است زیرا در صورتی که بتوان نمونه هایی زنده را در این قمر کشف کرد احتمال اینکه منشا آنها نسبت به دیگر موجودات کاملا متفاوت باشد بالا است از این رو چنین نمونه هایی قادر خواهند بود اطلاعات بسیار ارزشمندی را از تنوع زیستی در اختیار دانشمندان قرار داده و شانس یافتن حیات در خارج از منظومه خورشیدی را افزایش دهد.
بر اساس گزارش ایندیپندنت، مطالعات بیشتر می تواند ساختار ژنتیکی که این میکروبها با کمک آنها قادر به ادامه حیات در چنین شرایط دشواری هستند را آشکار سازد و در عین حال نشانه هایی جدید از حیات بیگانگان را آشکار ساخته و منجر به ابداع آزمایشهای جدیدتری برای ردیابی حیات که قادر به جستجوی طیفهای گسترده تری از نشانگرهای زیستی خواهند بود، شود.