التقارير الأخيرة الصادرة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التي وجدت علامات الحياة على كوكب بعيد خارج النظام الشمسي، هي للأسف سابقة لأوانها إلى حد ما. هذا هو استنتاج البحث الذي أجراه علماء من جامعة كاليفورنيا ريفرسايد (UCR).
قد نشعر بخيبة أمل جميعًا، المتلهفين لتأكيد وجود حياة خارج المجموعة الشمسية، لكن هذا لا يعني أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي لن يجد آثارًا للحياة في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية أو “كوكب خارجي” في المستقبل.
بدأت أحدث الإثارة لاكتشاف علامات الحياة على كوكب خارج المجموعة الشمسية في عام 2023، عندما اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عناصر “بصمة حيوية” محتملة في الغلاف الجوي للكوكب الخارجي K2-18 b، الذي يقع على بعد 120 سنة ضوئية من الأرض.
في حين أن العديد من الكواكب الخارجية متطرفة أو عنيفة أو على الأقل “غريبة” – سواء تعرضت لإشعاع مكثف من نجومها، أو تفتقر إلى الأسطح الصلبة، أو كانت عبارة عن آثار متجمدة على حافة أنظمتها – إلا أن K2-18 b كان صادمًا. ولأنه يشبه كوكبنا، فهو هدف في البحث عن الحياة.
متعلق ب: يتنبأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي بوجود سحب من الصخور المنصهرة على هذا الكوكب الخارجي شديد الحرارة
عالم محيطي يشبه الأرض
ويبلغ عرض K2-18 b ضعفين إلى ثلاثة أضعاف عرض الأرض، وتبلغ كتلته 8.6 أضعاف كتلة كوكبنا. كما أنه يقع في المنطقة الصالحة للسكن حول نجمه، وهي منطقة ليست ساخنة ولا باردة بدرجة كافية لدعم وجود الماء السائل. ويُعتقد أن الكوكب الخارجي عبارة عن عالم محيطي، أو عالم “هيسي”، مملوء بالماء السائل، وهو عنصر أساسي للحياة كما نعرفها. ومع ذلك، على عكس الأرض، يبدو أن الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي يتكون في الغالب من الهيدروجين وليس النيتروجين.
“يتلقى هذا الكوكب نفس كمية الإشعاع الشمسي التي تتلقىها الأرض. وإذا أزلنا الغلاف الجوي كعامل، فإن درجات حرارة K2-18 b قريبة من درجة حرارة الأرض، مما يجعلها بيئة مثالية للعثور على الحياة”، قال عضو الفريق والعالم في مشروع UCR شانغ. -مين تساي قال في بيان.
كانت النتيجة الرئيسية من التحقيق الذي أجراه علماء جامعة كامبريدج عام 2023 حول K2-18 b باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو اكتشاف ثاني أكسيد الكربون والميثان. تم العثور على هذه الجزيئات دون آثار للأمونيا، مما يشير إلى أنه يجب أن يكون بالفعل عالم هيسي مع محيط شاسع تحت جو غني بالهيدروجين. ولكن كان هناك أيضًا تلميح لشيء آخر، شيء أكثر إثارة.
“فيما يتعلق بالبحث عن الحياة، كان الأمر المهم هو أن هؤلاء الباحثين أعلنوا في العام الماضي عن اكتشاف مبدئي لكبريتيد ثنائي الميثيل، أو TMS، في الغلاف الجوي للكوكب، والذي تنتجه العوالق النباتية البحرية على الأرض.” قال ساي. وهذا يعني أنه إذا تراكم TMS إلى مستويات يمكن اكتشافها، فيجب أن يكون هناك شيء ما في K2-18 b، ربما شكل من أشكال الحياة، ينتج 20 ضعف المعدل الموجود على الأرض.
هناك زينة على كعكة الأرض الفائقة، لكن هل يمكننا تناولها؟
نظرًا لأن اكتشاف TMS لم يكن حاسمًا، أصر العالم نيكو مادهوسودان، رئيس فريق التحقيق بجامعة كامبريدج، على أنه حتى اكتشاف TMS يجب أن يكون حذرًا. وقال إن عمليات رصد JWST المستقبلية ستكون ضرورية لتأكيد وجود K2-18 b في الغلاف الجوي، ولكن لم يحصل الجميع على المذكرة.
ومع ذلك، فإن الطبيعة غير الحاسمة لاكتشاف TMS دفعت فريق UCR إلى متابعة الاكتشاف.
وقال تساي: “لم تكن إشارة DMS الصادرة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي قوية جدًا ولم تظهر إلا بعدة طرق عند تحليل البيانات”. “أردنا أن نعرف ما إذا كان بإمكاننا التأكد من الإشارة إلى TMS.”
وجدت المجموعة الثانية، التي استخدمت نماذج حاسوبية تأخذ في الاعتبار الأجواء المعتمدة على الهيدروجين وفيزياء وكيمياء TMS، أن البيانات الأصلية من غير المرجح أن تشير إلى اكتشاف TMS. وقال تساي: “تتداخل الإشارة بقوة مع الميثان، ونعتقد أن انتقاء TMS من الميثان يتجاوز قدرة هذه الأداة”.
وهذا يعني أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي سيتعين عليه النظر إلى العالم بأدوات أخرى غير NIRISS (تصوير الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة) وNIRSpec (مقياس طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة) المستخدم لإجراء تحقيقات أولية للعثور على تلميحات لـ DMS. لحسن الحظ، يواصل فريق مادهوسودان مراقبة K2–18 b باستخدام الأداة الأساسية الأخرى لـ JWST، MIRI (أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة)، حيث يجمع الباحثون المزيد من المعرفة حول الظروف البيئية على الكوكب الخارجي.
وقال إيدي شويترمان، قائد الفريق وعالم الفلك في جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا: “يمكن أن تكون بصمات الحياة المثالية على كوكب خارج المجموعة الشمسية مختلفة بشكل كبير عما نراه على الأرض اليوم”. “على كوكب ذو غلاف جوي غني بالهيدروجين، من المرجح أن نجد TMS يتكون من الحياة بدلا من الأكسجين من النباتات والبكتيريا، كما هو الحال على الأرض.”
فهل تمثل خيبة الأمل الصغيرة هذه انتكاسة للعلماء الذين يبحثون عن علامات للحياة في الفضاء؟ ليست صدفة، كما أنها لا تحجب أهمية البحث الأولي كخطوة في فهمنا لعوالم هايزي، وهي من أكثر الأهداف الواعدة في هذا البحث.
“لماذا نبحث في الكون عن علامات الحياة؟” سأل ساي بلاغة. “تخيل أنك تخيم ليلاً في جوشوا تري، وتسمع شيئًا ما. يجب أن تسلط غرائزك الضوء لترى ما هو موجود هناك. وهذا ما نفعله، بطريقة ما.”
تم نشر دراسة جديدة تناقش هذه النتائج في 2 مايو رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
