فهرست مطالب
دانشمندان دانشگاه واشنگتن با ساخت یک مدل مجازی زمین بدون حیات، روشی جدید برای تشخیص نشانه‌های حیات فرازمینی از فعالیت‌های زمین‌شناسی توسعه داده‌اند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، این مدل کامپیوتری می‌تواند به اخترشناسان در شناسایی نشانه‌های احتمالی حیات در سیارات فراخورشیدی کمک کند. این مدل با شبیه‌سازی فرایندهای شیمیایی زمین در شرایطی که هیچ موجود زنده‌ای روی آن وجود ندارد، امکان بررسی منشأ گازهای موجود در جو سیارات دوردست را فراهم می‌کند.
دانشمندان این شبیه‌سازی را برای بررسی جابه‌جایی مواد شیمیایی میان هسته، گوشته، پوسته، سطح و جو سیاره توسعه داده‌اند. هدف اصلی پژوهش، تشخیص تفاوت میان ترکیبات شیمیایی حاصل از فعالیت موجودات زنده و موادی است که در نتیجه فرایندهای طبیعی و زمین‌شناسی تولید می‌شوند.
اخترشناسان تاکنون بیش از ۶ هزار سیاره فراخورشیدی را شناسایی کرده‌اند و با بررسی جو برخی از این سیارات، به دنبال گازهایی هستند که می‌توانند نشانه‌ای از فعالیت زیستی باشند. با وجود این، وجود شرایط مناسب برای سکونت یا شناسایی گازهای مرتبط با حیات، به‌تنهایی وجود موجودات زنده را اثبات نمی‌کند.
پژوهشگران برای حل این چالش، تحولات ژئوشیمیایی زمین را در بازه‌ای پنج میلیارد ساله شبیه‌سازی کرده‌اند. این دوره از زمان شکل‌گیری زمین در حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش آغاز می‌شود و تا حدود ۵۰۰ میلیون سال آینده ادامه پیدا می‌کند.
دانشمندان در این مدل، تأثیر موجودات زنده را به‌طور کامل حذف کرده‌اند تا مشخص شود یک سیاره چگونه می‌تواند بدون فعالیت‌های زیستی تکامل پیدا کند و چه ترکیباتی در جو آن شکل بگیرند.
بیشتر بخوانید: ردیابی حیات فرازمینی در آسمان زمین با دوربین مادون قرمز Dalek
شبیه‌سازی پنج میلیارد سال از تاریخ زمین در مدل مجازی
مدل مجازی جدید بر پایه شبیه‌سازی قدیمی‌تری توسعه یافته است که در آزمایشگاه روری بارنز، دانشیار اخترشناسی دانشگاه واشنگتن، ساخته شده بود. نسخه‌های قبلی این مدل، هسته، گوشته، پوسته و تابش ستاره میزبان را بررسی می‌کردند، اما سطح و جو سیاره را در نظر نمی‌گرفتند.
سامانتا گیلبرت-جانیزک، نویسنده اصلی پژوهش، با افزودن این دو بخش توانسته است تصویر کامل‌تری از چرخه مواد شیمیایی در یک سیاره سنگی ارائه دهد. مدل توسعه‌یافته موفق شده است ۱۹ ویژگی سیاره‌ای، از جمله جریان گرما در گوشته زمین را بازسازی کند.
این دستاورد به پژوهشگران امکان می‌دهد شرایط جوی سیارات فراخورشیدی را بدون در نظر گرفتن حیات بررسی کنند. دانشمندان می‌توانند پارامترهای مدل را متناسب با ویژگی‌های سیارات مختلف تغییر دهند و سپس نتایج شبیه‌سازی را با داده‌های رصدی مقایسه کنند.
اگر ترکیبات شیمیایی مشاهده‌شده در جو یک سیاره از طریق فرایندهای غیرزیستی قابل بازسازی باشند، نمی‌توان آنها را شواهد قطعی وجود حیات دانست. در مقابل، اگر مدل نتواند شرایط جوی سیاره را بدون فعالیت زیستی توضیح دهد، آن سیاره می‌تواند به هدف مهم‌تری برای تحقیقات بعدی تبدیل شود.
این روش به دانشمندان کمک می‌کند هنگام بررسی سیارات دوردست، احتمال شکل‌گیری گازهای مرتبط با حیات از طریق فعالیت‌های طبیعی را نیز در نظر بگیرند.
بیشتر بخوانید: کشف قوی‌ترین نشانه حیات فرازمینی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب
نقش اکسیژن و متان در شناسایی حیات فرازمینی
یکی از مهم‌ترین چالش‌های اخترشناسان، تشخیص منشأ گازهایی است که معمولا با فعالیت موجودات زنده ارتباط دارند. زمین نمونه مناسبی برای بررسی این موضوع محسوب می‌شود، چرا که موجودات زنده به‌طور مداوم گازهایی مانند اکسیژن و متان را وارد جو می‌کنند.
این دو گاز با یکدیگر واکنش شیمیایی دارند و حضور هم‌زمان آنها می‌تواند نشان‌دهنده وجود فرایندهایی باشد که به‌طور پیوسته این ترکیبات را جایگزین می‌کنند. به همین دلیل، اخترشناسان ممکن است مشاهده اکسیژن و متان در جو یک سیاره دوردست را نشانه‌ای احتمالی از حیات در نظر بگیرند.
با وجود این، فعالیت‌های زمین‌شناسی و واکنش‌های شیمیایی طبیعی نیز ممکن است شرایط مشابهی ایجاد کنند. مدل مجازی زمین به دانشمندان کمک می‌کند احتمال شکل‌گیری چنین ترکیباتی را بدون دخالت موجودات زنده بررسی کنند و از تفسیر نادرست داده‌های رصدی جلوگیری نمایند.
پژوهشگران معتقد هستند این فناوری می‌تواند در طراحی تلسکوپ‌های فضایی آینده نیز مؤثر باشد. یکی از مهم‌ترین پروژه‌های مرتبط، رصدخانه پیشنهادی جهان‌های سکونت‌پذیر ناسا (Habitable Worlds Observatory) است که با هدف بررسی سیارات بالقوه سکونت‌پذیر در اطراف ستارگان دیگر طراحی می‌شود.
دانشمندان تأکید دارند که این پژوهش باعث کشف حیات فرازمینی یا شناسایی سیاره‌ای دارای موجودات زنده نشده است. اهمیت اصلی آن، فراهم کردن ابزاری علمی برای تفسیر دقیق‌تر ترکیبات جوی سیارات فراخورشیدی است.
این مدل می‌تواند به اخترشناسان کمک کند سیاراتی را که نشانه‌های جوی آنها با فرایندهای طبیعی توضیح داده نمی‌شوند، برای بررسی‌های دقیق‌تر در اولویت قرار دهند. چنین رویکردی احتمال اشتباه گرفتن فعالیت‌های زمین‌شناسی با نشانه‌های حیات را کاهش می‌دهد و جست‌وجوی موجودات فرازمینی را هدفمندتر می‌کند.
بیشتر بخوانید: نزدیک‌ترین تمدن فرازمینی 33 هزار سال نوری با زمین فاصله دارد
