قد تكون قد رأيت العناوين بالفعل: تم اكتشاف علامات على وجود حياة في عالم غريب.
استخدم فريق من علماء الفلك بقيادة نيكو مدهوسودان من جامعة كامبريدج تلسكوب جيمس ويب الفضائي للبحث عن جزيئات مثيرة للاهتمام في الغلاف الجوي لكوكب خارج نظامنا الشمسي يسمى K2 18b. ويقول الفريق الآن إنهم وجدوا جزيئات، على الأرض، مرتبطة بالحياة، بوفرة يصعب تفسيرها بطريقة أخرى.
عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.
بالجمع بين كتلة الكوكب وحجمه والمسافة من نجمه، يعتقد الفريق أن هذا كوكب محيطي “مليء بالحياة”، كما قال مدهوسودان في حديث مباشر حول الاكتشاف في 17 أبريل. “إنه أقوى دليل حتى الآن على أي احتمال لنشاط بيولوجي خارج النظام الشمسي”، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من البيانات لتأكيد ذلك، كما أضاف.
يحذر علماء الفلك الآخرون من أن الصراخ بـ “الكائنات الفضائية” هو أمر سابق لأوانه في أفضل الأحوال. ويشمل ذلك لورا كريدبرغ، التي تدرس أجواء الكواكب الخارجية باستخدام تلسكوب جيمس ويب ولكنها لم تشارك في هذه الدراسة.
“إنها ادعاء ضخم بالنظر إلى…”
“يقول كريدبرغ، من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في هايدلبرغ، ألمانيا: “مستوى الأدلة الذي نراه حاليًا”.
دعونا نفصل هذا الادعاء.
ماذا كنا نعرف بالفعل عن هذه الكوكب؟
تم اكتشاف K2 18b بواسطة العلماء باستخدام تلسكوب كيبلر الفضائي في عام 2015. يدور هذا العالم حول نجم أحمر خافت يبعد حوالي 125 سنة ضوئية عن الأرض. إنه في المنطقة القابلة للسكن للنجم، أو المسافة المناسبة لتكون المياه السائلة مستقرة على سطحه – على الرغم من أن الباحثين السابقين قد أشاروا إلى أن هناك المزيد ليكون قابلاً للسكن غير مجرد التواجد في هذه المنطقة.
K2 18b أكبر من الأرض، حيث يبلغ قطره حوالي 2.6 مرة وكتلته حوالي 8.6 مرة كتلة الأرض. وهذا يجعله ضمن فئة الكواكب المعروفة باسم “الكواكب تحت النبتونية” أو ”النبتونات الصغيرة”، التي تختلف عن أي من العوالم الموجودة في نظامنا الشمسي.
نظرًا لأننا لا نملك نموذجًا قريبًا لدراسته، يعتمد علماء الفلك على النماذج النظرية لمعرفة تكوين هذه الكواكب - سواء كانت عوالم صخرية ذات غلاف جوي كثيف أو عوالم غازية بدون أسطح صخرية.
هل نعرف مما يتكون هذا الكوكب؟
ربما. اقترح فريق مادوسودهان في دراسات سابقة هيكلًا جديدًا لـ K2 18b: محيط واسع من المياه السائلة تحت غلاف جوي غني بالهيدروجين وسميك. يسمونه عالم “هايشيان”، باستخدام كلمة مركبة تجمع بين الهيدروجين والمحيط.
الضغط ودرجة الحرارة عند قاع ذلك الغلاف الجوي ستذيب الصخور، لذا لا يوجد سطح صلب كما هو الحال على الأرض. لكن قد يكون هناك طبقة مياه سائلة فوق سطح منصهر، كما تقول كريدبرغ: “نوعاً ما مثل محيط عائم”.
“يبدو الأمر رائعاً جداً. سأحب أن يكون هذا حقيقياً”، تقول.
لكنها متشككة بشأن كون مثل هذه الكواكب شائعة في الكون إذا كانت موجودة أصلاً. وتقول: ”ليس مستحيلاً، لكن يجب أن تكون الأمور مضبوطة بدقة”. وتضيف: “يجب عليك جعل مكونات الكوكب صحيحة تماماً - إنها حالة ذهبية متطرفة”.
من الصعب معرفة ذلك بالتأكيد، ولكن إذا كان ما يحدث على K2 18b هو كذلك، فقد يكون أول كوكب يقع ضمن منطقة قابلة للسكن يتم البحث فيه عن دلائل الحياة.
كيف نعرف ما هو موجود في غلافه الجوي؟
أصبح K2 18b معروفاً لأنه يمر مباشرة أمام نجمه المضيف من وجهة نظر الأرض (أي أنه يعبر). يمكن لعلماء الفلك استنتاج حجم الكوكب بناءً على مقدار تلاشي الضوء عندما يحجب الكوكب النجم.
يمكن لعلماء الفلك أيضًا رؤية كيفية تغير ضوء النجوم أثناء مروره عبر غلاف جوّي لكوكب ما. تمتص الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي الضوء بأطوال موجية محددة ، مما يترك بصمة كيميائية على الضوء الذي يصل إلى تلسكوباتنا . يشبه الأمر كيف أنك لا تستطيع رؤية يدك بعينيك ، لكن الأشعة السينية تسمح لك برؤية كل شيء حتى العظم .
تعتبر العديد من الجزيئات التي يمكن أن تكون علامات للحياة تمتص أطوال موجية للأشعة تحت الحمراء . وهنا يتفوق تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، الذي أُطلق في ديسمبر عام 2021 .
قال مادوسودهان خلال حديث مباشر : “بدأ JWST بإحداث ثورة كبيرة بهذا المجال تقريباً فور إطلاقه”. وقد رصد هو وزملاؤه K2 18b باستخدام اثنين من أدوات JWST خلال السنة الأولى لتشغيل التلسكوب .
في عام 2023 ، أفاد الفريق بوجود علامات أولية لجزيء يسمى ثنائي ميثيل الكبريتيد ، وهو علامة محتملة للحياة ، داخل الغلاف الجوي لـ K2 18b . وفي أبريل عام2024 ، نظروا مرة أخرى باستخدام أداة ثالثة لـ JWST . عززت تلك الملاحظات القضية المتعلقة بثنائي ميثيل الكبريتيد واكتشفوا أيضاً علامة محتملة أخرى للحياة وهي ثنائي ميثيل ثنائي الكبريت . أفاد الفريق بنتائجهم بتاريخ17 أبريلفي مجلة رسائل المجلة الفيزيائية .
قال مادوسودهان : “نحن نشاهد [ثنائي ميثيل الكبريتيد] أو [ثنائي ميثيل ثنائي الكبريت] أو كلاهما, داخل هذا الكوكب القابل للسكن, والذي تشير بيانات أخرى إلى أنه الأكثر احتمالاً تفسيرها حالياً هو عالم هايشيان مع محيط وغلاف جوي غني بالهيدروجين”. وأضاف : “هذا يأخذ تلك الأدلة خطوة إضافية للأمام, ومحاولة تفسير [ثنائي ميثيل الكبريتيد] تصبح أكثر صعوبة دون وجود حياة بهذه المرحلة”.
تقول عالمة الفلك كارولين مورلي من جامعة تكساس بأوستن : “أعتقد أن الملاحظات مثيرة للغاية”. وتضيف : “هذا الجسم محل اهتمام كبير للمجتمع , لذلك نحن نتطلع بشغف لهذه الملاحظات , الجميع كان يعلم أنها قادمة”.
لماذا يعتبر هذا الجزيء علامة للحياة؟
علامة الحياة هي شيء معروف بأنه ينتجه الحياة ولا يمكن تفسيرها بأي شيء سوى الحياة فقط . وفي أغلفة جوّيات للكواكب الخارجية , يعني ذلك عادةً الغاز الذي يكون خارج التوازن الكيميائي — هناك الكثير منه بحيث لا يمكن تفسير وجوده دون وجود شيء يقوم بإنتاجه بشكل نشط على ذلك الكوكب .
وهذا ينطبق أيضاً على ثنائي ميثيل الكبريتيد الموجود بـK2-18 b حسب قول مادوسودهان . وقال : “هذه الجزيئات تحتاج لأن تكون موجودة بكميات كبيرة لكي تُرى”.
لقد تم اقتراح الثنائي كبريتي كمؤشر جيد للحياة سابقاًَ . وعلى الأرض يتم إنتاجها بواسطة الطحالب الدقيقة , وليس هناك طريقة معروفة لإنتاجها طبيعياً بدون عمليات بيولوجية متضمنة فيها .
ومع ذلك فقد تم إنتاجها بالفعل داخل مختبر واحدعلى الأقل ومع ذلك فقد تم اكتشافها أيضاًفي بيئات حيث لا توجد حياة, بل وتم العثور عليها حتىعلى مذنب ليس مأهولاً بالتأكيد .
تقول كريدبرغ :”حتى لو كان هناك ثنائي ميثيل كبريتي, فإن الربط بين ذلك وعلامات الحياة يعد قفزة هائلة لم نستعد لها بعد “.
هل العلامة الحيوية موجودة حقا؟
الأدلة ليست قوية بما يكفي لنقول بالتأكيد إن العلامة الحيوية موجودة فعلاً.. الاكتشاف عند مستوى دلالة إحصائية تبلغ3 سيجما مما يعني أنه يوجد احتمال بنسبة0٫3% بأن يكون بسبب الصدفة.. والمعيار الذهبي للعلوم هو5 سيجما.”يقول كريدبرغ: “أعتقد أن فريق الاكتشاف قام بعمل دقيق في استكشاف العديد من الاحتمالات المختلفة، لكنهم لم ينظروا إلى كل شيء.”
هناك عدة طرق يمكن أن يتبين بها أن الإشارة ليست حقيقية، كما يقول كريدبرغ. أولاً، هناك البيانات نفسها.
تقول: “هذه قياسات صعبة للغاية”. التغيرات في مظهر الكوكب التي يكتشفها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) أقل من واحد على المئة. وهذا عند الحد الأقصى لما يمكن أن يفعله JWST. إذا كان بكسل واحد على أجهزة الاستشعار أكثر حساسية من الآخرين، على سبيل المثال، فقد ينتج إشارة تبدو مثل ثنائي ميثيل كبريتيد ولكنها في الواقع لا تعني شيئًا.
يقول كريدبرغ: “يمكن لـ JWST القيام بهذا النوع من العلوم”. “لكن لا يوجد تلسكوب مثالي. رغم روعة JWST، إلا أنه لديه عيوبه.”
توافق مورلي على ذلك. تقول: “أنا متشككة بشدة بشأن قوة اكتشاف ثنائي ميثيل كبريتيد وثنائي ميثيل ثنائي الكبريت.” وتضيف: “هذه الملاحظات صعبة التنفيذ وصعبة التحليل وصعبة التفسير بمجرد الحصول عليها.”
حتى لو كانت الإشارة حقيقية، فإن ربطها بأي جزيء محدد هو مشكلة صعبة. أحيانًا يغمر جزيء واحد الإشارة القادمة من آخر، أو يجتمع جزيئان ليظهرا وكأنهما ثالث.
لقد حدث ذلك بالفعل مع K2 18b: ففي عام 2019، اعتقد علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب هابل الفضائي أنهم رأوا الماء في غلاف K2 18b الجوي. واتضح أنه لا يمكن تمييزه عن الميثان.
تقول كريدبرغ: “قد نكون نشهد ظاهرة مشابهة جدًا هنا”. وتضيف: “لقد رأيت هذا الفيلم من قبل.”
فهل سنعرف يومًا ما بشكل مؤكد؟
دعا مادوسودهان إلى المزيد من الملاحظات والدراسات حول طرق إنتاج ثنائي ميثيل كبريتيد وثنائي ميثيل ثنائي الكبريت بدون بيولوجيا. وقال: “علينا أن نظل حذرين للغاية.” “ربما توجد طرق لإنتاج هذه الجزيئات لم نفكر فيها بعد كمجال.”
يمكن لـ JWST بسهولة مراقبة K2 18b مرة أخرى، كما تقول كريدبرغ. “هذا يبدو وكأنه قرار سهل للمتابعة,” تقول. لن يستغرق الأمر الكثير من الوقت للحصول على اكتشاف بمعدل 5 سيجما. “مع 20 أو 30 ساعة ، يمكننا تعلم الكثير.”
تقول مورلي: “للمطالبة فعلاً باكتشاف الحياة”، أعتقد أننا بحاجة إلى فهم أفضل لما يبدو عليه هذا الغلاف الجوي عند أطوال موجية أخرى ومع أساليب أخرى.”
تقترح مراقبة الكوكب أثناء تحركه خلف نجمه لمعرفة المزيد عن درجة حرارته وسياقه الجيولوجي. وتقول: “كل هذه البيانات تُجمع خلال عبور الكوكب.” “يمكننا الحصول على معلومات مختلفة خلال كسوف الكوكب.”
لكن قد لا يكون هناك لحظة عندما يعلن العلماء بشكل قاطع أنهم وجدوا حياة خارج الأرض. ستخرج الاكتشافات ربما بهذه الطريقة نفسها التي خرج بها هذا الاكتشاف؛ أولاً إشارة غير مؤكدة ثم مزيد قليل من الأهمية الإحصائية ثم دعوات لمزيد من البيانات ثم مزيد قليل آخر من الأهمية؛ ومن المحتمل دائمًا وجود مجال للشك.
تقول الأنثروبولوجية كاثرين دينينغ من جامعة يورك في تورنتو :“قد تكون الطريق نحو تأكيد قوي لتوقيع الحياة خارج الأرض طويلة”. وتضيف:” والمستقبل غير مؤكد تمامًا الآن.” مع الاقتراحات لخفض التمويل لوكالة ناسا والبحث الأمريكي ، قد لا تنتهي التلسكوبات المخطط لها والتي قد تقدم أدلة أكثر تحديدًا مثل مرصد العوالم القابلة للسكن بالإطلاق.
كل الضجة حول هذا الاكتشاف الواحد تضغط عليّ” تضيف كريدبرغ .” بشكل عام ، في هذه المناخ ، مصداقية العلماء معرضة للخطر . لدينا مسؤولية كبيرة للقيام بعمل جيد هنا .
وتتابع قائلةً :“بالنسبة لعلم الفلك للكواكب الخارجية ، واحدة من أكبر الأشياء التي نرغب في القيام بها هي العثور على دليل للحياة”. وأختتم حديثها بالقول :“لا أريدنا أن نكون في وضع حيث نحن الصبي الذي صاح بالذئب.”
