وجود اکسیژن دلیلی برای امکان زندگی در سیارات دیگر نیست

محققان می گویند ممکن است یافتن اکسیژن نشانه ایده آلی از امکان زندگی در سیارات دیگر نباشد.

به گزارش تکناک، یافتن اکسیژن در اتمسفر یک سیاره فراخورشیدی سرنخی از این است که زندگی ممکن است در کار باشد.

در زمین، موجودات فتوسنتزی، دی اکسید کربن، نور خورشید و آب را جذب کرده و قند و نشاسته برای انرژی تولید می کنند.

اکسیژن محصول جانبی این فرآیند است، بنابراین اگر بتوانیم اکسیژن را در جای دیگری تشخیص دهیم، هیجان ایجاد می کند.

اما محققان این ایده که اکسیژن در جو سیاره فراخورشیدی نشان دهنده حیات است را نیز تحت فشار قرار داده اند. این تنها شواهدی از زندگی است که بتوانیم مسیرهای دیگری که اکسیژن را ایجاد کرده اند را رد کنیم.اما دانشمندان نمی توانند آنها را رد کنند.

زمین از اکسیژن اشباع شده است. 46 درصد پوسته و تقریباً همین درصد از گوشته را  اکسیژن تشکیل می دهد و اتمسفر آن حدود 20 درصد اکسیژن است.

حضور اکسیژن از رویداد بزرگ اکسیژن رسانی (GOE) در حدود دو میلیارد سال پیش سرچشمه می گیرد. سیانوباکترهای باستانی رنگدانه هایی را تکامل دادند که نور خورشید را جذب کرده و از آن در فتوسنتز استفاده می کردند. اکسیژن محصول زائد فتوسنتز است و زندگی چند میلیارد سال زمان داشته است تا در جو، گوشته و پوسته اکسیژن تولید کند.

بنابراین اگر دانشمندان  وجود اکسیژن را در جو یک سیاره فراخورشیدی بیابند، به شدت نشان می دهد که ممکن است حیات در کار باشد. ساده ترین فرم حیات ممکن است در اقیانوس های سیاره حباب درست کند، نور خورشید را جذب کند و اکسیژن را به بیرون پرتاب کند.

محققان منبعی غیر زنده از اکسیژن را یافته اند که از دی اکسید گوگرد نشات می گیرد. گوگرد در اجرام آسمانی کمیاب نیست و از آنجایی که آتشفشان ها گوگرد تولید می کنند و آن را به جو پمپ می کنند، سیارات فراخورشیدی آتشفشانی ممکن است در جو خود اکسیژن داشته باشند و لزوما موجود زنده در تولید این اکسیژن نقش ندارد.

در عوض، تابش پر انرژی از یک ستاره می تواند مولکول دی اکسید گوگرد را یونیزه کند. فرمول دی اکسید گوگرد SO2 است و هنگامی که یونیزه می شود، مولکول خود را دوباره تنظیم می کند. این یک “سیستم دارای بار مثبت مضاعف” می شود. سپس شکلی خطی دارد که هر دو اتم اکسیژن در مجاورت یکدیگر و گوگرد در انتهای دیگر قرار دارند. به این حالت رومینگ می گویند، زیرا اتم های اکسیژن آزادند تا در مدارهای پر هرج و مرج به اطراف حرکت کنند تا در ترکیبات جدید قرار بگیرند.

والنر، سرپرست تیم تحقیق، در بیانیه ای مطبوعاتی گفت: با یونیزاسیون مضاعف، دو الکترون مقید در مولکول خارج می شوند و می توانند منجر به تغییر در زاویه بین اتم ها در مولکول شوند.

از طرف دیگر، همانطور که در مورد فعلی بسیار مهم است، رومینگ می تواند رخ دهد، یعنی اتم ها مکان خود را تغییر دهند و مولکول شکل کاملا جدیدی به خود بگیرد.

اما اجزای تشکیل دهنده مولکول ممکن است دوباره به SO2 تبدیل نشوند. در عوض، گوگرد ممکن است تجزیه شود و یک مولکول ساده اکسیژن با بار مثبت باقی بماند. سپس بار مثبت را می توان با جذب یک الکترون از مولکول دیگر خنثی کرد. اکسیژن مولکولی (O2) باقی می ماند و برای حیات روی زمین حیاتی است.

این مسیر به اکسیژن ممکن است بخشی از اکسیژنی را که در جاهای دیگر می‌یابیم توضیح دهد. آیو، گانیمد و اروپا همگی در اتمسفر خود اکسیژن دارند و رومینگ می تواند علت آن باشد.

آیو یک مکان آتشفشانی است ( آتشفشانی ترین نقطه جهان در منظومه شمسی) بنابراین حیات در آنجا منتفی است. گانیمد و اروپا اقیانوس‌های زیرسطحی دارند، بنابراین می‌توانند به طور بالقوه زندگی را در خود جای دهند. اما آن حیات نمی تواند اکسیژن جوی مانند حیات زمین بسازد. توضیح دیگری برای توضیح اکسیژن موجود در این قمرها لازم است.

به گفته محققان، این فرایند آزاد سازی اکسیژن ممکن است در زمین نیز اتفاق بیفتد.رایموند فیفل، یکی از نویسندگان مقاله گفت: ما همچنین در مقاله خود پیشنهاد می کنیم که این اتفاق به طور طبیعی در زمین رخ می دهد.

این مسیر تشکیل‌دهنده اکسیژن یونی ممکن است برای مولکول‌های دیگر نیز کار کند و این مسیر بعدی برای محققان است. آنها می خواهند بدانند که آیا مولکول های دیگری مانند دیزلنید کربن در معرض یونیزاسیون مضاعف قرار می گیرند یا خیر.

فیفل می‌گوید: ما می‌خواهیم ببینیم که آیا این اتفاق در آن زمان نیز رخ می‌دهد یا این که فقط یک تصادف خوشحال کننده با دی اکسید گوگرد بوده است.

محققان دیگر با منابع غیر زنده آزاد سازی O2 را بررسی کرده اند. یک مقاله در سال 2014 شواهدی را برای اکسیژن مولکولی تولید شده از CO2 در معرض نور UV با انرژی بالا ارائه کرد.

در مقاله‌ای در سال 2015، محققان ژاپنی نشان دادند که نور نزدیک به فرابنفش می‌تواند با استفاده از تیتانیا (دی‌اکسید تیتانیوم) به‌عنوان کاتالیزور، O2 را در سیارات فراخورشیدی در هنگام تعامل با آب تولید کند.

این یافته‌ها به توضیح اینکه چگونه زمین قبل از GOE مقدار کمی اکسیژن در جو خود داشت کمک می‌کند. از آنجایی که اکسیژن بسیار واکنش پذیر است، باید منبعی برای دوباره پر کردن آن  وجود داشته باشد و این فرایند ها  می توانند قابل استفاده باشند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب بخشی از پس زمینه این تحقیق است. مطالعه اتمسفر سیارات فراخورشیدی یکی از اهداف علمی این تلسکوپ است و با ابزار قدرتمند مادون قرمز خود، آماده است تا ترکیب شیمیایی جو سیارات فراخورشیدی را آشکار کند.

اگر اکسیژن پیدا کند، کمی هیجان وجود خواهد داشت. اما همانطور که این تحقیق به ما نشان می دهد، اکسیژن بیشتر از حیات در جهان وجود دارد.