تكشف وكالة ناسا سبب صعوبة اكتشاف الحياة الفضائية، حتى مع ويب

تشتبه وكالة ناسا في أن مجرتنا قد تعج بالكائنات الفضائية تريليونات من الكواكب.

ومع ذلك، حتى مع وجود تلسكوب جيمس ويب الفضائي القوي، من الصعب جدًا العثور على عدد قليل من العوالم التي قد تحتوي حتى على تلميحات للحياة.

إن احتمال استخدام ويب، الذي يمكنه النظر إلى الغلاف الجوي للكواكب خارج نظامنا الشمسي (الكواكب الخارجية) لتحقيق مثل هذا الاكتشاف غير المسبوق، قد أثار فضول الجمهور والتدقيق العلمي. في الواقع، إنه مسعى مثير. في الآونة الأخيرة، فكر علماء ناسا في التحديات الكبيرة المقبلة في العثور على أدلة على وجود الحياة، والتي تسمى البصمات الحيوية، في الغلاف الجوي لعالم بعيد – مثل مزيج من الجزيئات التي تنتجها الكائنات الحية بشكل شبه مؤكد (مثل الأكسجين والميثان وما وراء ذلك).

“من المرجح أن يتطلب اكتشاف الحياة على كوكب خارج المجموعة الشمسية مجموعة كبيرة من البصمات الحيوية المكتشفة بشكل لا لبس فيه، وبيانات من بعثات ومراصد متعددة، وجهود مكثفة لنمذجة الغلاف الجوي، وهي عملية من المحتمل أن تستغرق سنوات” تم شرح مركز رحلات الفضاء في منشور مدونة جديد.

ستكون الملاحظات المقنعة من أقوى التلسكوب الفضائي وأكثرها تقدمًا، والذي يدور على بعد مليون ميل من الأرض، عاملاً حاسمًا في الجهود المبذولة للعثور على حياة بعيدة المنال بين النجوم. ومع ذلك، لا تزال هناك عقبات كبيرة أمامنا.

تحديات العثور على الحياة مع ويب

جوهر التحدي هو ليس فقط صعوبة العثور على كواكب يمكن أن تؤوي الحياة كما نعرفها – وهو ما يعني ضمنا عوالم معتدلة وصخرية بحجم الأرض يمكن أن تؤوي مياها سائلة – ولكن أيضا اكتشاف والنظر في كواكبها البعيدة والخافتة. ، أجواء.

من الأهمية بمكان، للنظر في مثل هذا الغلاف الجوي البعيد، أن يكون الكوكب في الاتجاه المثالي من موقعه في المجرة، ويمر أمام نجمه حتى يتمكن ويب من مراقبة كيفية ترشيح هذا الضوء عبر غلافه الجوي – مما يكشف في النهاية عن المواد الكيميائية. هناك. وهذا يحد ويب من الكواكب التي تقع “على حافة” بالنسبة لنا، على غرار الطريقة التي تنظر بها إلى الفريسبي الطائر.

حتى الآن، أكد العلماء العثور على 5638 كوكبًا خارجيًا (اعتبارًا من أوائل يونيو 2024)، و30 من هذه الكواكب الصخرية بحجم الأرض، وتدور في مناطق صالحة للسكن، حيث يمكن أن توجد مياه سائلة. هؤلاء مرشحون مثيرون للاهتمام للبحث عن تلميحات للحياة.

“إن البحث عن البصمات الحيوية (الغازات المنتجة بيولوجيًا) أمر صعب للغاية، ولكنه أيضًا مسعى مثير.”

لكن البحث عن الغلاف الجوي سيتطلب الصبر، وربما سنوات من المراقبة. يحجب الغلاف الجوي للكوكب حوالي 0.02% أو أقل من ضوء الشمس الصادر عن نجمه، مما يعني أن العثور على وجود غلاف جوي على الإطلاق يتطلب مراقبة متأنية ونظرات متعددة.

خذ على سبيل المثال الكوكب LHS 1140 b، وهو كوكب أرض صخري عملاق يبلغ حجمه حوالي 1.7 مرة حجم الأرض، ويقع على بعد 49 سنة ضوئية. ويقدر علماء الفلك أن محاولة اكتشاف “البصمات الحيوية المحتملة” هناك ستتطلب مراقبة ما بين 10 إلى 50 عبورًا أمام نجمه، أي ما يعادل 40 إلى 200 ساعة على تلسكوب ويب. وأوضح باحثو ناسا: “بالنظر إلى أن ويب لا يمكنه رؤية نظام LHS 1140 على مدار العام بسبب موقع النظام في السماء، فقد يستغرق الأمر عدة سنوات إن لم يكن ما يقرب من عقد من الزمن لجمع 50 ملاحظة عبور لـ LHS 1140 b”.

“البحث عن التوقيعات الحيوية وأضافوا: “(الغازات المنتجة بيولوجيا) أمر صعب للغاية، ولكنه أيضا مسعى مثير”.

مثال محاكاة لكيفية رؤية ويب للبصمات الحيوية المحتملة على كوكب بعيد. تمتص الجزيئات المختلفة أطيافًا مختلفة من الضوء، مما يكشف عن وجودها.
حقوق الصورة: ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / ليا هوستاك (STScI)

قبل إطلاقه، يعمل الفنيون على مرآة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
الائتمان: ناسا / كريس غان

في السنوات والعقود القادمة، لن ينظر علماء الكواكب الخارجية وعلماء الأحياء الفلكية ببساطة إلى العوالم الصخرية للحصول على تلميحات محتملة للحياة، ولكن العوالم الصخرية التي نظريوها يمكن أن تكون مغطاة بالمحيطات، المعروفة باسم كواكب هيسيان. كما نعلم على الأرض، تزدهر الحياة في المحيطات؛ هذه العوالم، إذا كانت موجودة، ستكون أماكن محيرة للبحث عن البصمات الحيوية المحتملة. من الممكن أن يكون الكوكب K2-18 b، الذي تم اكتشافه في عام 2015، مكانًا كهذا، على الرغم من أنه لم يتم اكتشاف الماء بشكل نهائي هناك بعد. في عام 2023، اقترح العلماء أن التوقيع الحيوي المحتمل لثنائي كبريتيد ثنائي الميثيل، والذي تنتجه العوالق على الأرض، يمكن أن يكون موجودًا في الغلاف الجوي لهذا العالم. لكن باحثي ناسا لاحظوا أن “الإشارة المحتملة لكبريتيد ثنائي ميثيل ضعيفة للغاية بحيث لا يمكن اكتشافها بشكل قاطع في البيانات الحالية”.

ويب، الذي يمتلك مرآة عملاقة يبلغ طولها 21 قدمًا تلتقط كميات كبيرة من الضوء البعيد، قد لا يتمكن أبدًا من العثور على بصمة حيوية. لكن نظرتها غير المسبوقة إلى العوالم البعيدة -والتي تكشف عما تحتويه العديد من الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية- قد تكون ذات قيمة لا تقدر بثمن. وإلى جانب مراقبة الأدوات الفضائية المقبلة، مثل تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني (الذي يجري بناؤه حاليا)، قد يجمع العلماء البيانات التي يحتاجون إليها لاقتراح أن الكوكب لديه أدلة دامغة على البصمات الحيوية.

وبعد ذلك، بطبيعة الحال، سوف يزور هذا الادعاء الجريء قاعات العلوم التي يراجعها النظراء في جميع أنحاء العالم، ويخضع للضوء الساطع للتدقيق العلمي المكثف. ستكون رحلة مثيرة، رغم أنها شاقة.

في الوقت الحالي، العلم لا جدال فيه.

“في وقت كتابة هذا التقرير، لا يوجد سوى كوكب واحد معروف صالح للسكن والسكن – الأرض!” وأكد علماء ناسا.