إن التقارير الأخيرة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الذي كشف عن 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).
على الرغم من أنه من المحتمل أن يخيب آمالنا جميعًا المتلهفين لتأكيد وجود حياة خارج كوكب الأرض، إلا أن 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 الإثارة الأخيرة حول الاكتشاف المحتمل لعلامات الحياة على كوكب خارجي في عام 2023 عندما اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عناصر “بصمة حيوية” محتملة في الغلاف الجوي للكوكب الخارجي K2-18 b، وهو كوكب أرضي فائق يقع على بعد حوالي 120 سنة ضوئية من الأرض.
على الرغم من أن العديد من الكواكب الخارجية متطرفة أو عنيفة أو على الأقل “غريبة” بطبيعتها – سواء كانت تتعرض لإشعاع مكثف من نجومها، أو تفتقر إلى سطح صلب أو آثار متجمدة على حافة أنظمتها – كان K2-18 b بمثابة فيلم محير. الهدف في البحث عن الحياة لأنها تشبه إلى حد ما كوكبنا.
متعلق ب: يتنبأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي بوجود سحب من الصخور الذائبة على هذا الكوكب الخارجي شديد الحرارة
عالم محيطي يشبه الأرض
يبلغ عرض K2-18 b ما بين ضعفين إلى ثلاثة أضعاف عرض الأرض وتصل كتلته إلى 8.6 أضعاف كتلة كوكبنا. كما أنه يقع في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه، وهي منطقة ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا بحيث لا تدعم وجود الماء السائل. ومن ثم، يُنظر إلى الكوكب الخارجي على أنه محيط، أو عالم “هيسي”، مليء بالمياه السائلة – وهو عنصر حيوي للحياة كما نعرفها. على عكس الأرض، يبدو أن الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي يتكون بشكل أساسي من الهيدروجين وليس النيتروجين.
“يحصل هذا الكوكب على نفس كمية الإشعاع الشمسي تقريبًا مثل الأرض. وإذا تمت إزالة الغلاف الجوي كعامل، فإن درجة حرارة K2-18 b قريبة من درجة حرارة الأرض، وهو أيضًا وضع مثالي للعثور على الحياة،” عضو الفريق و وقال عالم مشروع UCR Shang-Min Tsai في بيان.
كانت النتيجة الرئيسية من تحقيق عام 2023 حول K2-18 b، الذي أجراه علماء جامعة كامبريدج باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، هو اكتشاف ثاني أكسيد الكربون والميثان. تم الكشف عن هذه الجزيئات دون آثار للأمونيا، مما يشير إلى أن هذا العالم يجب أن يكون بالفعل عالمًا حيًا به محيط شاسع تحت جو غني بالهيدروجين. ولكن كان هناك أيضًا تلميح لشيء آخر، شيء مثير للغاية.
“ما كان رائعا، فيما يتعلق بالبحث عن الحياة، هو أن هؤلاء الباحثين أبلغوا في العام الماضي عن اكتشاف مبدئي لكبريتيد ثنائي الميثيل، أو DMS، في الغلاف الجوي لهذا الكوكب، والذي تنتجه العوالق النباتية المحيطية على الأرض”. قال تساي. وهذا يعني أنه إذا كان DMS يتراكم إلى مستويات يمكن اكتشافها، فيجب أن يكون هناك شيء ما على K2-18 b، ربما شكل حياة، ينتجه بمعدل 20 مرة أكثر من المعدل الموجود على الأرض.
هناك زينة على كعكة الأرض الفائقة، لكن هل يمكننا تناولها؟
نظرًا لأن اكتشاف DMS لم يكن حاسمًا، فقد حث قائد فريق التحقيق، العالم بجامعة كامبريدج نيكو مادهوسودان، على توخي الحذر فيما يتعلق باكتشاف DMS. وقال إن عمليات رصد JWST المستقبلية ستكون ضرورية لتأكيد وجوده في الغلاف الجوي لـ K2-18 b، لكن لم يحصل الجميع على المذكرة.
ومع ذلك، فإن هذه الطبيعة غير الحاسمة لاكتشاف DMS دفعت أيضًا فريق UCR إلى متابعة الاكتشاف.
وقال تساي: “لم تكن إشارة DMS الصادرة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي قوية جدًا ولم تظهر إلا بطرق معينة عند تحليل البيانات”. “أردنا أن نعرف ما إذا كان بإمكاننا التأكد مما يبدو وكأنه تلميح حول DMS.”
ما وجده هذا الفريق الثاني باستخدام النماذج الحاسوبية التي تحسب الأجواء المعتمدة على الهيدروجين وفي فيزياء وكيمياء DMS هو أن البيانات الأصلية من غير المرجح أن تشير إلى اكتشاف DMS. وقال تساي: “تتداخل الإشارة بقوة مع الميثان، ونعتقد أن انتقاء DMS من الميثان يتجاوز قدرة هذه الأداة”.
وهذا يعني أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي سيحتاج إلى النظر إلى العالم باستخدام أدوات أخرى غير NIRISS (مصور الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة) وNIRSpec (مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة) المستخدم لإجراء التحقيق الأولي الذي اكتشف تلميحات لـ DMS. لحسن الحظ، يواصل فريق مادهوسودان مراقبة K2–18 b باستخدام الأداة الأساسية الأخرى لـ JWST، وهي MIRI (أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة)، حيث يجمع الباحثون المزيد من المعلومات حول الظروف البيئية على الكوكب الخارجي.
وقال إيدي شويترمان، قائد الفريق وعالم الأحياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا: “قد تختلف أفضل البصمات الحيوية على كوكب خارجي بشكل كبير عن تلك التي نجدها أكثر وفرة على الأرض اليوم”. “على كوكب ذو غلاف جوي غني بالهيدروجين، قد يكون من الأرجح أن نجد DMS من صنع الحياة بدلاً من الأكسجين الذي تصنعه النباتات والبكتيريا كما هو الحال على الأرض.”
قصص ذات الصلة:
– يرصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي نجمًا نيوترونيًا مختبئًا في حطام المستعر الأعظم
—يكتشف تلسكوب جيمس ويب أقدم خيط في “الشبكة الكونية” على الإطلاق
– يلقي تلسكوب جيمس ويب الفضائي نظرة على إيرينديل، وهو أبعد نجم معروف في الكون
فهل تمثل خيبة الأمل الطفيفة هذه انتكاسة للعلماء الذين يبحثون في الكون عن علامات الحياة؟ ليست صدفة، كما أنها لا تطغى على أهمية التحقيق الأولي كخطوة إلى الأمام في فهمنا لعوالم هيسيان، وهي من أكثر الأهداف الواعدة في هذا البحث.
“لماذا نستمر في استكشاف الكون بحثًا عن علامات الحياة؟” سأل تساي بلاغة. “تخيل أنك تخيم في جوشوا تري ليلاً، وتسمع شيئًا ما. غريزتك هي تسليط الضوء لرؤية ما يوجد هناك. وهذا ما نفعله أيضًا، بطريقة ما.”
نُشرت الدراسة الجديدة التي تناقش هذه النتائج في الثاني من مايو في مجلة The Astrophysical Journal Letters.