عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
الائتمان: ناسا ، ESA ، CSA ، جوزيف أولمستيد
في عام 2023 ، اندلع النقاش في مجتمع علم الفلك حول ما إذا كان يمكن أن توجد الحياة على كوكب خارج الكواكب يسمى K2-18b. لقد بدأت عندما نشرت مجموعة من العلماء ورقة تشير إلى وجود كيميائي محدد ، أو كبريتيد ثنائي ميثيل ، أو DMS ، في جو الكوكب. لم يتم التوصل إلى توافق في الآراء في ذلك الوقت ، واستمرت المحادثة بالتأكيد في الوقت الحاضر. يتساءل العديد من علماء الفلك عما إذا كان توقيع DMS من K2-18B يمكن الوثوق به حقًا ، وحتى يتساءلون عما إذا كان DMS وكيلًا موثوقًا بوجود الحياة لتبدأ.
إذا لم يكن الأمر كذلك ، فربما تكون المناقشة حول قابلية K2-18B ، أكثر أو أقل ، بلا معنى.
الآن ، تثير الأبحاث الجديدة أسئلة رئيسية حول دراسة K2-18B الأصلية-وفي الواقع ، يمكن أن يكون للإجابات آثار كبيرة على السعي لإيجاد الحياة خارج الأرض ككل. يعتقد العلماء أنهم وجدوا أدلة على DMS على المذنب ، وهذا يعني أن الحياة قد لا تكون مطلوبة لإنشاءها ، والتي تشك في استخدام المادة الكيميائية كعلامة للحياة.
في عالم مثالي ، يمكن للباحثين البحث عن الحياة على الكواكب الخارجية من خلال إرسال مركبة فضائية أو رواد فضاء إلى أسطح هذه العوالم للبحث عن الجزيئات التي تنتجها الحياة فقط ، كما أوضح إدوارد شويترمان ، عالم الفلك في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد ، الذي لا يرتبط بنتائج DMS الأصلية. يمكن للباحثين نشر مسبار للبحث عن أشياء مثل الحمض النووي الريبي والحمض النووي والجزيئات الحيوية الأخرى التي نعرف أنها مرتبطة بالحياة (كما نعرفها ، بالطبع) ويمكنهم استخدام النتائج التي توصل إليها كدليل على النشاط خارج كوكب الأرض.
ومع ذلك ، فإن بعض التحديات الرئيسية تقف في طريق هذه الاستراتيجية. لأحد ، يستغرق إرسال مركبة فضائية إلى الكواكب الأخرى في النظام الشمسي-ناهيك عن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي-ناهيك عن مركبة فضائية إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي ، لأحد ، لأحد ، لأحدها ، أنها تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة في إرسال مركبة فضائية إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي-ناهيك عن ما بعده.
دون جمع عينات من سطح الكوكب ، ليس لدينا بعد التكنولوجيا لتحديد جزيئات بيولوجية محددة بسهولة. وقال شويترمان لـ Space.com “الجزيئات مثل الحمض النووي لا يمكن أن تتراكم ببساطة في جو الكواكب الخارجية بطريقة يمكن التعرف عليها من خلال التلسكوبات القائمة على الفضاء أو الأرضية”.
لذلك ، ترك العلماء يبحثون عن علامات الحياة خارج الأرض باستخدام ما يمكن أن يرى التلسكوبات بالفعل – أطياف الضوء. يمكن لعلماء الفلك جمع معلومات حول الأطوال الموجية الضوئية التي تسير من خلال جو الكوكب ، وبناءً على خصائص مختلفة من هذه الأطوال الموجية ، قم بتخمينات متعلمة حول تكوين الغلاف الجوي نفسه. وقالت جوانا بارستو ، عالمة الكواكب في الجامعة المفتوحة ، لـ Space.com ، إن هذه البيانات “يمكن أن تحتوي في كثير من الأحيان على تفسيرات مختلفة متعددة ، لذلك هذا أمر صعب حقًا”.
طيف K2-18 B ، الذي تم الحصول عليه مع Niriss's Niriss (صورة شبه الأشعة تحت الحمراء والطيات غير الشائكة) و NIRSPEC (الطيف القريب من الأشعة تحت الحمراء) ، يعرض وفرة من الميثان وثاني أكسيد الكربون في جو الكواكب الخارجية ، وكذلك الكشف المحتمل لجزيرة يسمى كبريتات ديميثيل (DM). يتوافق الكشف عن الميثان وثاني أكسيد الكربون ، ونقص الأمونيا ، مع وجود محيط تحت جو غني بالهيدروجين في K2-18 ب. K2-18 B ، 8.6 مرات مثل الأرض ، يدور حول النجم القزم البارد K2-18 في المنطقة الصالحة للسكن ويقع 120 سنة ضوئية من الأرض. | الائتمان: NASA/CSA/ESA/J. Olmstead (STSCI)/n. مادوسودهان (جامعة كامبريدج)
هل اكتشف الباحثون حقًا DMS؟
مادة كيميائية موجودة في الجو حول الكواكب الخارجية التي تقود الباحثين إلى الاعتقاد بأن الكوكب قد يؤوي الحياة يطلق عليه اسم Biosignature. على الأرض ، يتم إنتاج DMS في الغالب عن طريق البكتيريا والعوالق النباتية في المحيطات ، لذلك يعتبر الكثير من علماء الفلكية أنه حيوي.
لهذا السبب كانت مفاجأة لنيكو مادوهوسود ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كامبريدج ومؤلف رئيسي في الصحيفة التي حفزت النقاش حول K2-18B ، عندما اكتشف فريقه علامات على DMS في جو الكوكب.
يدور K2-18b نجم على بعد أكثر من 700 تريليون ميل من الأرض ويعتبر صالحًا للسكن بسبب كمية ضوء النجوم التي يحصل عليها ؛ هناك أيضا المضاربة بخار الماء الموجود في جوه. علاوة على ذلك ، يشتبه Madhusudhan وبعض علماء الفلك الآخرين في أن الكواكب الخارجية لديها درجات حرارة خفيفة ومحيط سائل ، وكلاهما من العوامل الحاسمة للحياة التي نعرفها على الأرض.
وبالتالي ، بدا أن فريق Madhusudhan لـ DMS لم يعزز سوى القضية مدى الحياة على K2-18b. وقال لـ Space.com ، “إذا اتضح أنه في الواقع على صواب في وجود DMS ، فهذه مشكلة كبيرة”.
لكن بعض العلماء لا يقبلون أن ما وجده مادوسودهان حول K2-18B كان بالفعل DMS.
وقال شويترمان: “لا أعتقد أن لدينا أدلة مقنعة على وجود DMS في جو K2-18b” ، وهو يعزى شكوكه إلى الثقة الإحصائية المنخفضة إلى حد ما في المنشور الجديد.
عندما يزعم باحثون آخرون أنهم اكتشفوا عملية حيوية ، فإنه ينظر في عاملين قبل الوثوق بهما. أولاً ، يؤكد أن الإشارة المكتشفة حقيقية – أن المراقبين قد وجدوا بالفعل الجزيء الذي يقولون أنهم لديهم. بعد ذلك ، يضمن أن الناس يعزون إنشاء هذا الجزيء إلى المصدر الصحيح – في هذه الحالة ، نوع من الحياة. يعتقد Schwieterman والعديد من علماء الفلك الآخرين أن اكتشاف Madhusudhan عن DMS فشل في كلتا خطوتين للتحقق.
أوضح ريان ماكدونالد ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة ميشيغان التي لم تشارك في البحث الجديد ، أنه وجد توقيعات جزيئية بمستويات ثقة مماثلة “تتلاشى تمامًا” عندما يتم تشغيل البيانات نفسها من خلال نماذج مختلفة. وقال لـ Space.com ، مضيفًا أن نتائج التحليل يمكن أن تتغير “اعتمادًا على minutiae الدقيقة لكيفية تعاملك مع البيانات” ، مضيفًا أننا جميعًا نتعلم “كيفية تحليل هذا النوع من البيانات لأن جودتها أعلى من أي وقت مضى. سيحتاج إلى رؤية إحصائيات أقوى ليكون مقتنعًا بأن DMS موجود حقًا في جو K2-18b.
لدى Schwieterman أيضًا مخاوفه الخاصة بشأن عزو هذا التوقيع إلى DMS. وأوضح أن الطريقة المحددة التي تتفاعل مع DMS مع الضوء يمكن أن تسفر عن إشارات مماثلة لتلك الموجودة في بعض الغازات الأخرى ، مثل الميثان ، أو الإشارات التي لا تمثل شيئًا على الإطلاق. وقال “سيكون من السهل أن ننسب توقيعًا إلى DMS وهو في الواقع نتيجة لمصدر غاز أو ضوضاء آخر”. “ما نريده هو الكثير من البيانات من أجل تأكيد إسناد DMS إلى هذا القياس.”
دافع Madhusudhan عن قرار فريقه بالإبلاغ عن ما وجدوه ، حتى في مستوى ثقة منخفض نسبيًا: “إذا كنت تقوم بصراحة ببحثك ووجدت الإشارة في [this confidence level]، يجب عليك الإبلاغ عن ذلك. سواء كنت تعتبره دليلًا محتملاً أم لا ، فهو شخصي إلى حد ما … ولكن لا يزال يتعين عليك الإبلاغ عنه “.
بعض متصل مقالاتومع ذلك ، ذهب إلى حد اقتراح أن المجموعة قد وجدت الحياة الغريبة على الكوكب البعيد. حتى Madhusudhan مترددة في الموافقة على مثل هذه الاستنتاجات ، حتى بشكل مبدئي.
توضيح من exoplanet K2-18 B بالقرب من نجمها القزم. | الائتمان: أليكس بويرسما
هل وجود DMS يعني حقًا وجود الحياة؟
بالإضافة إلى السؤال حول ما إذا كان قد تم اكتشاف DMS بالفعل ، يقوم الباحثون بالتحقيق فيما إذا كان الجزيء علامة جيدة للحياة في المقام الأول. وأوضح بارستو أن أفضل طريقة لاتخاذ القرار هي معرفة ما إذا كانت هناك تفسيرات أخرى لوجودها بكمية عالية بما يكفي لتلبية.
هناك العديد من حالات العلماء الذين يجدون طرقًا لإنتاج جزيئات أخرى يُعتقد تقليديًا على أنها Biosignatures دون استخدام الحياة. في عام 2023 ، على سبيل المثال ، الباحثين وجد طريقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون والهيليوم إلى الأكسجين ، والتي تستخدم غالبًا كمؤشر للحياة.
وبالمثل ، في عام 1975 ، تمكن الكيميائيون من ينتج DMS في المختبر باستخدام كبريتيد الهيدروجين والميثان والكهرباء ، مما يثبت أن الحياة ليست ضرورية لإنشاءها. (Madhusudhan لا يعتقد أن هذه العملية ستؤدي إلى ما يكفي من DMs على K2-18B لتكون قابلة للملاحظة.)
في نوفمبر 2024 ، مجموعة أبحاث منفصلة المنشورة دليل على توقيعات DMS من المذنب. تدعم أبحاثهم فكرة جديدة عن إنتاج DMS ، والتي تستخدم العناصر الأساسية من جميع أنحاء الفضاء ومرة أخرى لا تعتمد على الحياة.
أوضحت نورا هني ، وهي كيميائية في جامعة برن والمحقق الرئيسي في الدراسة الجديدة ، كيف يمكن أن تنتقل DMS من المذنبات إلى الكواكب. وقالت لـ Space.com ، أخبرت موقع Space.com ، “يمكن أن يكون المذنب قد يهبط على كوكب ويودع مواد كيميائية في جوه.
“إذا كنت تريد اكتشاف [DMS] في جو ، “أضاف Hänni” ، يتعين عليه أيضًا البقاء على قيد الحياة من الكيمياء الجوية ، والتشعيع … ربما يتعين عليك ملاحظة تلوث محتمل مباشرة بعد التأثير ، أو يجب أن يكون لديك الكثير من التأثيرات وقد تتراكم بعض المواد “.
يبقى العديد من المجهولين.
إن خصائص Exoplanet K2-18b وأجواءها هي إلى حد كبير لغزا ، لذلك من غير الواضح كم من الوقت-أو حتى-DMS يمكن أن البقاء على قيد الحياة حقًا. هناك أيضًا القليل من المعلومات حول كيفية عمل المذنبات خارج نظامنا الشمسي. لا تدفع Hänni الفرضية القائلة بأن المذنبات مسؤولة عن DMS على K2-18b ، لكنها تريد التأكد من اعتبار هذا السيناريو احتمالًا قبل استخلاص أي استنتاجات حول نتائج DMS.
القصص ذات الصلة:
– هل وجد تلسكوب جيمس ويب للفضاء حقًا الحياة خارج الأرض؟ العلماء ليسوا متأكدين
– يمكن تغطية سطح الكواكب الخارجية في المحيطات ، ويجد تلسكوب جيمس ويب للفضاء
-يجد بخار الماء على “exoplanet K2-18 B” أمر مثير-إنه ليس توأمًا أرضيًا
ومع ذلك ، فإن Madhusudhan يرفض نظرية المذنب ، بسبب مقدار DMS الذي يقول إنه ضروري أن يكون قابلاً للملاحظة في جو الكواكب الخارجية. وقال “كم تحتاج إلى توصيله ليكون قابلاً للملاحظة في جو كوكبي؟ لا تحدث المذنبات بالساعة”. إنه يعتقد أنه من أجل شرح طريقة الإنتاج هذه التي وجدها ، فإن عدد المذنبات التي تصطدم بـ K2-18b وجلب DM معهم يجب أن يكون مرتفعًا بشكل غير واقعي.
من الواضح أن هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن يكون هناك إجماع على ما إذا كان هذا التوقيع حقيقيًا وإذا كان DMS عبارة عن توسيع حيوي موثوق به. أوضح ماكدونالد أن المزيد من الملاحظات التلسكوب لأجواء K2-18B من أدوات متعددة ستكون “المعيار الذهبي” لإثبات ما إذا كانت DMS موجودة بالفعل.
وهذا العمل قيد التقدم.
وقال مادوسودهان: “نحصل على المزيد من الملاحظات ، والبعض الآخر يتلقى المزيد من الملاحظات”. “لذلك ، خلال العام المقبل ، سنرى ما إذا كان الجزيء موجودًا أم لا.”