آیا می‌توانیم سرانجام موجودات میکروسکوپی فرازمینی پیدا کنیم؟

سارا روگهایمر، متخصص فیزیک نجومی(اخترفیزیکدان)  به دنبال بیگانگان است – اما نه نوع سبز کارتونی. او با مطالعه چگونگی انتشار گازهای موجود در این ارگانیسم‌های تک سلولی که می توان شواهدی از آن‌ها را در سراسر کیهان نشان داد، به دنبال میکروب‌های فرازمینی است. در تعجب اینکه آیا ما واقعاً در جهان تنها هستیم، راگهایمر دو مانع بزرگ را برای تأیید حیات در جهان دیگر شناسایی می‌کند و درکی از اینکه پیدا کردن آن برای ما چه معنایی دارد، ارائه می‌دهد.

من می‌خواهم بیگانگان را پیدا کنم. یافتن زندگی در سیاره دیگر فقط کمی سخت نخواهد بود، بلکه بسیار سخت خواهد بود. اما برای اولین بار در تاریخ بشر، فرصت این را داریم که نشانه‌های حیات را در سیاره‌ای دیگر کشف کنیم. یا شاید ما قبلا آن را در سیاره زهره شناسایی کرده‌ایم. یا شاید نه. هنوز دو مانع بزرگ در مورد تأیید زندگی در دنیای دیگر وجود دارد. اولی ساخت یک تلسکوپِ به اندازه کافی بزرگ برای انجام این کار است، و دوم، تفسیر آنچه ما پیدا خواهیم کرد. وقتی به زندگی فرازمینی فکر می‌کنیم، تمایل داریم که به بیگانگان مانند مردان کوچک و سبز خنده‌دار فکر کنیم، نه بیگانگانی به عنوان میکروب‌های تک سلولی. اما این در واقع علائم حیات میکروبی را در سیاره دیگری شناسایی می‌کند. چیزی که من نسبت به آن خوش‌بین‌ترم، و آنچه که تحقیقم را روی آن متمرکز می‌کنم.

من نمونه نحوه تابش پرانرژیِ یک ستاره را ساختم که می‌تواند دیدن گازهای خروجی از میکروب‌ها را با تلسکوپ‌های آینده سخت‌تر یا راحت‌تر کند. میکروب‌ها در بیشتر تاریخ زمین بر زیست‎‌کره‌ سیاره‌ی ما تسلط داشته‌اند. آنها میلیاردها سال گازهایی را که در جو ما– حتی سال‌های نوری دور– دیده می‌شوند، ساطع می‌کنند. حال، اگر یک ستاره‌شناس بیگانه به زمین نگاه می‌کرد، احتمالاً گازهایی مانند اکسیژن، متان و اکسید نیتروژن را قبل از تشخیص علائمی از ما، کشف می‌کرد. حتی با وجود یک بیوسفر فعال مانند زمین، بیشتر گازهایی که حیات را نشان می‌دهند از میکروب‌های تک سلولی ناشی می‌شوند، نه از حیوانات. این همان چیزی است که در دهه آینده نجوم در تلاش انجام آن هستیم– سعی در یافتن نشانه‌هایی از حیات میکروبی در سیاره‌هایی که دور ستاره‌های دیگر می‌چرخند. اما فناوری تشخیص جو یک سیاره به اندازه‌ی زمین در اطراف خورشیدی دیگر فوق‌العاده سخت است. مانند این است که بخواهید اندازه کرم شب‌تاب را در مقابل نورافکنی مشخص کنید، در حالی که از یک قاره دیگر نگاه می‌کنید. چیز شگفت‌انگیز این است که در دهه ۲۰۲۰ با استفاده از تلسکوپ‌ها، ما از این سد فناوری عبور می‌کنیم.

مسئله دوم در تعریف زندگی بیگانگان تفسیر معنای واقعی این گازهای بیوگرافی خواهد بود. بیست و یک درصد جو ما اکسیژن است، و تقریباً همه اکسیژن آن از موجود زنده ناشی می‌شود. پس در اینجا یک سوال فریبنده پیش می‌آید: آیا تشخیص اکسیژن در سیاره دیگر به معنای حیات است؟ نه، نه لزوماً، زیرا ما از راه‌های دریافت اکسیژن بدون زیست‌شناسی اطلاع داریم.

من سعی می‌کنم زمین‌شناسی یک سیاره و تابش ستاره آن را درک کنم تا بتوانیم یک سیگنال حیات واقعی را بهتر شناسایی کنیم. و این همان چیزیست که تشخیص مقدماتی فسفین در سیاره زهره، یک گاز بالقوه بیوگرافی را بسیار مهیج و گیج‌کننده می‌کند. سیاره زهره جایی نیست که انتظار داشتیم زندگی پیدا کنیم. این سیاره یک جهان جهنمی است، با دمای سطح نزدیک به ۹۰۰ درجه فارنهایت. آیا زندگی در فضای معتدل‌تر جو بالایی می تواند شناور باشد؟ اما پس چگونه چنین زندگی‌ای تغذیه و تولیدمثل می‌کند؟ این کشف باید در دهه آینده بررسی شود.

ابتدا ما باید کشف گاز فسفین را تایید کنیم، و سپس، ما باید تایید کنیم که این گاز از موجود زنده ناشی می‌شود و نه از از برخی فرآیندهای زمین شناسی یا فتوشیمیایی غیرمنتظره. در صورت صحت، این امر یکی از عمیق‌ترین کشفیات نسل ما خواهد بود. اگر معلوم شود ما فریب خورده‌ایم، که این گاز را به اشتباه زیستی دانستیم، در صورتی که ناشی از فرآیند دیگری است، ما باید به درسی جدی در مورد سیاره‌هایی که به دور ستاره‌های دور می‌چرخند، برسیم.

زهره نزدیک است — به معنای واقعی کلمه، همسایه کنار ما — و هنوز ما در درک آن مشکل داریم. سیاره‌هایی که در حال چرخش به دور دیگر ستاره‌ها می‌یابیم عجیب و غیرمنتظره هستند. چگالی برخی از آن‌ها به اندازه پشمک است، و در دیگری آهن مذاب می‌بارد. و بیشتر ستارگان با خورشید ما متفاوت هستند، با زبانه‌های پرانرژی که می‌تواند زندگی را دشوار کند. بنابراین هرچه بیشتر به دنبال گازهای مختلف بیوگرافی هستیم، بیشتر می‌فهمیم که هیچ گاز واحدی برای درک یک سیاره و ادعای حیات بیگانگان کافی نیست. تمایز زنده از غیرزنده از فاصله سال‌های نوری واقعاً سخت است. و این جاییست که ابهام نهفته است. چگونه خواهیم فهمید که یک سرنخ نشانه زندگی است یا خیر؟ خوب، اول، ما باید تا آنجا که می‌توانیم در مورد زمین‌شناسی سیاره و ستاره‌ای که آن در مدارش می‌چرخد، بفهمیم. ما با کاوش در منظومه شمسی خود در مکان‌هایی مثل زهره و مریخ، درس‌های مهم خواهیم گرفت. ما در حال نزدیک شدن به پاسخ یکی از بزرگترین سوالات بشریت هستیم: آیا ما در جهان تنها هستیم؟ هرگونه ادعا به شدت مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

بنابراین اساسا، من بین دو آرزو کشیده شده‌ام. می‌خواهم زندگی بیگانه پیدا کنم، اما احتمالاً پاسخ واضحی نخواهم داشت. و این اشکالی ندارد، علم ظریف و خود به خود اصلاح‌شونده است. این چیزیست که در موردش دوست دارم. علم تعادل این دوگانگی تردید و امید است. ما نمی‌توانیم خود را به سیاره دیگری منتقل کنیم و از کانگوروهای فضایی که در حال پریدن هستند عکس بگیریم. و بدون سیگنال هوشمند «سلام، زمینی‌ها!»، ممکن است احساس تنهایی کنیم، حتی اگر بفهمیم که در جهان تنها نیستیم. با وجود این چالش‌ها، در مورد میکروب‌های بیگانه و آنچه می‌توانند به ما بیاموزند بسیار هیجان‌زده هستم. حتی اگر فقط یک نشانه دیگر از زندگی پیدا کنیم، به احتمال زیاد جهان با آن سرشار است، از تک سلولی گرفته تا پیچیده. اگر ده‌ها سال جستجو کنیم و چیزی نیابیم، پس این به همان اندازه فروتنانه است. اما باید تلاش کنیم. ما باید این جستجو را انجام دهیم حتی اگر به معنای تردید در طول راه باشد.