تشير الدراسة إلى أن العلماء يكتشفون توقيع الحياة على كوكب بعيد

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

اكتشف فريق من علماء الفلك ما يسمونه أكثر العلامات الواعدة حتى الآن في توقيع حيوي محتمل ، أو علامات على الحياة السابقة أو الحالية المرتبطة بالنشاط البيولوجي ، على كوكب خارجي يدعى K2-18b. لكن مؤلفي الدراسة ، وغيرهم من الخبراء ، يظلون حذرين ولم يعلنوا اكتشافًا نهائيًا للحياة خارج كوكبنا.

باستخدام تلسكوب جيمس ويب للفضاء ، اكتشف الفريق بصمات الأصابع الكيميائية داخل جو K2-18B الذي يشير إلى وجود كبريتيد ثنائي ميثيل أو DMS ، وربما ثاني كبريتيد ثنائي ميثيل أو DMDs. على الأرض ، يتم إنتاج كلا الجزيئين فقط بواسطة الحياة الميكروبية ، وعادة ما يكون العوالق النباتية البحرية.

تم نشر دراسة توضح بالتفصيل النتائج يوم الخميس في خطابات المجلة الفيزيائية الفلكية.

قال مؤلف الدراسة الرئيسي نيكو مادوسودهان ، أستاذ الفيزياء الفلكية وعلومها في جامعة كامبريدج في جامعة كامبريدج ، إن كوكبًا يحتمل أن يكون قابلاً للسكن مغطى بالكامل بالماء السائل مع جو غني بالهيدروجين ، إن K2-18B ، الذي يقع على بعد 124 سنة ضوئية من الأرض ، يمكن أن يكون عالمًا من Hycean: كوكب يحتمل أن يكون مُغطى بالكامل بالماء السائل مع جو غني بالهيدروجين في جامعة كامبريدج.

قام Madhusudhan وزملاؤه أولاً بتنظيم مفهوم عوالم Hycean في عام 2021 بعد تحديده قد يكون هناك محيطات مياه سائلة على K2-18b.

يقع الكوكب داخل المنطقة الصالحة للسكن من نجمه ، مما يعني أن العالم في درجة الحرارة المناسبة والمسافة من النجم لاستضافة الماء السائل على سطحه.

وقال مادوسودهان في بيان “لقد توقع العمل النظري في وقت سابق أن مستويات عالية من الغازات القائمة على الكبريت مثل DMS و DMDs ممكنة في عوالم Hycean”. “والآن لاحظنا ذلك ، تمشيا مع ما تم التنبؤ به. بالنظر إلى كل ما نعرفه عن هذا الكوكب ، عالم Hycean مع محيط يعج بالحياة هو السيناريو الذي يناسب البيانات التي لدينا أفضل.”

ويب اكتشاف التلسكوب

من المحتمل أن يتم إنتاج الجزيئات بواسطة عملية كيميائية أخرى غير معروفة على هذا الكوكب والتي لا تتطلب الحياة.

تعتمد أحدث النتائج على الأبحاث السابقة التي أجراها نفس المجموعة من علماء الفلك ، الذين اكتشفوا أيضًا ثاني أكسيد الكربون والميثان في جو الكوكب باستخدام مصور Webb القريب من الأشعة تحت الحمراء والطيفيون غير الشائكة وأدوات الطيف القريبة من الأشعة تحت الحمراء. قام الفريق بالاكتشاف الجديد باستخدام أداة Webb في منتصف الأشعة تحت الحمراء.

وقال مادوسودهان: “هذا خط مستقل من الأدلة ، باستخدام أداة مختلفة عما فعلناه من قبل ومدى مختلف الطول الموجي للضوء ، حيث لا يوجد تداخل مع الملاحظات السابقة”. “جاءت الإشارة من خلال قوية وواضحة.”

لكن Madhusudhan و Coauthors له يعترفون بأن هناك حاجة إلى مزيد من البيانات قبل المطالبة بأدلة مباشرة على الحياة في عالم آخر. يعتقد الفريق ما بين 16 و 24 ساعة ملاحظات المتابعة باستخدام Webb ستجعل ذلك ممكنًا.

وقال مادوسودهان: “من المهم أن نكون (متشككين) في نتائجنا ، لأنه فقط من خلال الاختبار والاختبار مرة أخرى ، سنكون قادرين على الوصول إلى النقطة التي نكون واثقين فيها”. “هكذا يجب أن يعمل العلم.”

ومع ذلك ، يعتقد خبراء آخرون أنه على الرغم من أن النتائج تعد بالإثارة ، فإن تأكيد وجود الحياة خارج الأرض-وحتى تحديد نوع ما هو نوع من الكواكب الخارجية K2-18B-سيستغرق المزيد من الوقت والبيانات.

وقالت عالم الفيزياء الفلكية سارة سيجر ، أستاذة الفيزياء وعلوم الكواكب وعلماء الطيران وعلماء الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، إن الفرق المستقلة لديها تفسيرات مختلفة تمامًا للكوكب نفسه. لم يشارك Seager في البحث الجديد.

وقال سيجر في إشارة إلى عوالم أكبر من Neptune: “البعض يقترح عالم Hycean ، ويقترح آخرون محيط الصهارة الساخن-كوكب مع صخرة منصهرة تحت جو غني بالهيدروجين ، وهو ما لا يتجاوزه من الأرض ولكنه أصغر من Neptune. للرجوع إليها ، K2-18b هو 8.6 أضعاف ضخمة و 2.6 مرة كبيرة مثل الأرض.

يعتقد Seager أن هذا النتيجة ، التي تشير إلى مرشح للتجول الحيوي ، “ستبقى في فئة المرشحين إلى أجل غير مسمى”.

وقال سيجر عبر البريد الإلكتروني: “منذ ما يقرب من 100 عام ، تصارع علماء الفلك مع فكرة أن بعض الغازات في جو الكوكب” لا تنتمي ” – لدرجة أنهم لا ينبغي أن يكونوا موجودين دون أن يتم تجديده باستمرار ، وربما الحياة”. “تعود هذه الفكرة إلى جيمس جينز في عام 1930 ، الذي حدد لأول مرة الأكسجين الجزيئي في الغلاف الجوي للأرض كعلامة على الحياة ، واستخدمت منطقًا مماثلًا لوضع حدود على الأكسجين في فينوس في الغلاف الجوي. الآن ، مع وجود آلاف من الكواكب الخارجية ، فإن الإغراء في الإفراط في البورصة.

تلميح “مثير”

عندما لاحظ Madhusudhan وفريقه سابقًا K2-18b ، اكتشفوا إشارة ضعيفة قد تتناسب مع الفرضية القائلة بأن الكوكب هو عالم Hycean.

وقال: “لم نكن نعرف على وجه اليقين ما إذا كانت الإشارة التي رأيناها آخر مرة بسبب DMS ، ولكن مجرد تلميحها كانت مثيرة بما يكفي بالنسبة لنا لإلقاء نظرة أخرى مع JWST باستخدام أداة مختلفة”.

يتمتع Webb بقدرة الرصد على الأقران من خلال جو الكواكب الخارجية ، أو الكواكب خارج نظامنا الشمسي. مع مرور الكواكب الخارجية أمام نجمها المضيف ، من منظور الأرض ، يتحرك الضوء عبر أجواءها ، مما يسمح لـ Webb بالكشف عن التوقيعات الكيميائية للغازات داخلها.

قال مؤلفو الدراسة إن كل من كبريتيد ثنائي ميثيل وثاني كبريتيد ثنائي ميثيل ، وهما جزء من نفس المجموعة الكيميائية ، لهما خصائص متداخلة ، وهذا هو السبب في أن النتائج لا يمكن أن تفرق بشكل نهائي بين الجزيئين ، ولكن قد تكون الملاحظات المستقبلية.

على الأرض ، عادة ما تكون تركيزات كبريتيد ثنائي ميثيل وثاني كبريتيد ثنائي ميثيل أقل من جزء واحد لكل مليار في الحجم. ومع ذلك ، يقدر الفريق وجود هذه الجزيئات ليكون آلاف المرات أقوى على K2-18b.

“إن استنتاج جزيئات التصميم الحيوي هذه يطرح أسئلة عميقة فيما يتعلق بالعمليات التي قد تنتجها” ، قال مؤلف المشارك في الدراسة سوبهيجيت ساركار ، محاضر في مجموعة علم الفلك بجامعة كارديف في ويلز ، في بيان.

إدي شويترمان ، أستاذ مساعد علم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد ، “متشكك إلى حد ما ولكنه مثير للدهشة ومتحمس لما هو التالي”. شويترمان ، الذي درس K2-18B في الماضي ، لم يشارك في البحث الجديد.

وجدت أبحاث مجموعته أنه من أجل الحفاظ على وفرة كبريتيد ثنائي ميثيل في جو K2-18B ، “معدل إنتاج يبلغ حوالي 20 مرة من إنتاج DMS للأرض”.

وقال: “هذا شريط مرتفع ، لكنه معقول بالنظر إلى المناطق المحلية في محيطات الأرض أكثر إنتاجية بكثير من المتوسط ​​العالمي”. “تشكل هذه العتبة أيضًا عقبة أمام نسب DMS المحتملة إلى مصادر حيوية (غير بيولوجية) ، حيث يجب أن تكون تلك المصادر اللاأحيائية أكبر بكثير من أي مصادر معروفة.”

لكن شويترمان قال إن العلماء يحتاجون أولاً إلى تأكيد أن كبريتيد ثنائي ميثيل موجود حقًا في جو K2-18b ، والذي سيتطلب التحقق من صحة من مجموعات مستقلة متعددة تدرس نفس البيانات وتحليلها للتوقيع الكيميائي للجزيئات. وقال Madhusudhan إن البيانات التي تم تحليلها للبيانات التي تم تحليلها سيتم إصدارها الأسبوع المقبل ، بحيث يمكن لعلماء الفلك الآخرين القيام بذلك.

بعد ذلك ، يريد Schwieterman رؤية ملاحظات إضافية لـ WebB مع مستوى أعلى من الأهمية الإحصائية لمعرفة ما إذا كان تفسير كبريتيد ثنائي ميثيل موجود. إن البحث عن توقيعات هذه الجزيئات في أجواء الكواكب الأخرى ذات الحجم المماثل في المناطق الصالحة للسكن من نجومها سيساعد أيضًا ، على الرغم من أنها عملية ستستغرق سنوات.

وقال: “لدي على الأقل (على الأقل) سببًا واحدًا لأكون متشككًا ، وهو أنني أتوقع وجود الإيثان (C2H6) لمرافقة DMS/DMDs إذا كانت هذه الغازات موجودة”. “هذا لأن أشعة الأشعة فوق البنفسجية من النجم ستنهار DMS/DMDs إلى مكونات نتوقع أن تتفاعل مع تشكيل الإيثان. إن غياب الإيثان يجعلني أعتقد أننا قد فاتنا شيء. ربما تكون نماذجنا خاطئة ، أو ربما تكون DMS/DMDs ليست موجودة.”

يعتقد Schwieterman أن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به للتحقق من صحة النتيجة وتقييم فرضية التصميم الحيوي المقدمة من الورقة.

عتبة للحياة

يقول فريق الأبحاث الذي قام بتأليف الورقة الجديدة إن الملاحظات قد وصلت إلى مستوى الأهمية الثلاثة ، أو احتمال بنسبة 0.3 ٪ أن الاكتشافات حدثت عن طريق الصدفة. لاكتشاف علمي ، يجب أن تلبي الملاحظات عتبة خمسة أشعة ، أو أقل من 0.00006 ٪ أن الملاحظات حدثت عن طريق الصدفة.

في حين أن النتائج لا تمثل اكتشافًا واضحًا عن كبريتيد ثنائي ميثيل وثاني كبريتيد ثنائي ميثيل ، “إنها خطوة في الاتجاه الصحيح” ، قال الدكتور ديفيد كليمنتس ، عالم الفيزياء الفلكية في كلية إمبريال في لندن. لم يشارك كليمنتس في البحث.

يعتقد Madhusudhan أن اكتشاف فريقه هو “معلم رئيسي في بحثنا عن الحياة” الذي يستهلك في عصر جديد.

وقال “في رأيي ، لم يعد الأمر يتعلق بما إذا كنا سنجد الحياة إذا كانت هذه الحياة موجودة”. “لقد أثبتنا أن لدينا القدرة على القيام بذلك من خلال النتائج الحالية الأولية لدينا بأهمية معقولة. سؤال أكبر في ذهني هو ما إذا كنا كأنواع مستعدة للعثور على الحياة لأننا لا نعرفها. نحن كمجتمع ، كنوع ، يجب أن نجتمع ونطرح أنفسنا السؤال: ما الذي يشكل الحياة في مكان آخر؟”

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com