"جیمز وب" می‌تواند کمک بزرگی برای اختر زیست‌شناسان و یافتن حیات فرازمینی باشد

دانشیار گروه فیزیک فضای دانشگاه تهران با بیان این‌که طیف‌سنجی تلسکوپ "جیمز وب" می‌تواند کمک بسیار بزرگی به اختر زیست‌شناسان و در نهایت کمک به پیدا کردن حیات فرازمینی باشد، گفت: بدون شک طی بیست سالی که قرار است تلسکوپ جیمزوب در ماموریت باشد، قطعا اطلاعات شگفتی در این مورد بدست خواهد آمد.

کد خبر: ۴۹۰۸۵۸

تاریخ: ۲۱ مرداد ۱۴۰۱ - ۱۴:۲۴

دکتر محمد جواد کلائی، رئیس بخش تحقیقاتی فیزیک خورشیدی و نجوم دانشگاه تهران در گفت‌وگو با ایران اکونومیست، با بیان این‌که برخی برآوردها نشان می‌دهد که شمار ستارگانی که توسط تلسکوپ‌های تِس(TESS) و جیمزوب مورد مطالعه دقیق قرار خواهند گرفت، بطور تقریبی به بیش از ۳۰ هزار عدد برسد، اظهار کرد: درصدی از آن‌ها دارای سیاره‌های قابل تشخیص هستند.

وی افزود: بر اساس تکنیک‌های فعلی، عوامل و احتمالات برآورد می‌شود که پس از تمام کارهایی که تیم تِس برای یافتن سیاره‌های فراخورشیدی مشابه زمین انجام می‌دهند و پس از تمام کارهایی که دانشمندان جیمزوب برای مطالعه جو آن‌ها انجام خواهند داد، اگر خوش‌شانس باشیم، می‌توان انتظار داشت که در دو تا از آن‌ها، نشانه‌های زندگی پیدا شود.

این متخصص پلاسمای فضایی گفت: در خصوص اهمیت طیف‌سنجی و تحلیل جوی سیارات فراخورشیدی با نقش عمده  جیمزوب در آن می‌توان گفت محققان و پژوهشگران به‌شدت به‌دنبال «امضای زیستی» هستند، بدین معنی که ترکیبات متمایزی از گازها وجود دارند که ممکن است نشان‌دهنده این باشند که ارگانیزم‌های زنده توسط جو یک سیاره در حال حفاظت و نگهداری هستند. برای مثال، در روی زمین، غلظت ۲۱ درصدی اکسیژن در جو زمین باید به اخترزیست‌شناسان بیگانه یا فرازمینی، نشان دهد که زندگی در زمین ما وجود دارد. به هر حال، اکسیژن، ماده شیمیایی بسیار  واکنش‌پذیری است، بطوری‌که اگر سیانو باکتری‌ها، فیتوپلانکتون‌ها و گیاهان زمینی نبودند، مقدار کمی از آن در هوا موجود بود. دو گاز دیگر تولید شده توسط حیات زمینی، متان و اکسید نیتروژن نیز به اندازه کافی در جو ما به‌وفور یافت می‌شوند که از فضا قابل شناسایی هستند.

دکتر کلائی ادامه داد: اما فهرست مواد شیمیایی بالقوه از امضای زیستی در جو سیارات قابل سکونت بسیار بیشتر از این است. دانشمندان اکنون فهرستی از چند هزار مورد از آن‌ها را تهیه کرده‌اند که هر یک از این مواد در غلظت‌های غیرعادی در جو سیارات فراخورشیدی می‌تواند قوی‌ترین نشانه حیات در سیارات دیگر باشد.

وی خاطرنشان کرد: تجهیزات تلسکوپ جیمزوب برای مطالعه طول موج‌های مادون قرمز ساخته شده است، جایی‌که آب، متان و دی اکسید کربن دارای خطوط طیفی قوی هستند. بنابراین، امید می‌رود با کاهش طیف سیارات در حال گذر، از طیف ستاره‌های میزبان آن‌ها، جیمزوب بتواند ترکیب جو سیارات فراخورشیدی را برای نخستین بار آشکار کند و اتفاقاً در نخستین مشاهدات طیفی جیمزوب وجود آب در جو سیاره WASP-۹۶b تایید شد که به‌هرحال دقیق‌ترین طیف‌سنجی و تحلیل جوی است که از این فاصله عظیم یعنی بیش از هزار سال نوری صورت گرفته است.

قسمتی از نمودار طیفی سیاره فراخورشیدی WASP-96b که از مشاهدات تلسکوپ جیمزوب و تحلیل طیفی جو این سیاره بدست آمد و وجود آب را برای نخستین بار نشان داد؛ فاصله این سیاره از ما حدود ۱۱۵۰ سال نوری است.

رئیس بخش تحقیقاتی فیزیک خورشیدی و نجوم دانشگاه تهران با بیان این‌که منظور از گذر یعنی عبور سیاره از جلوی ستاره میزبان بطوری‌که تغییرات نوری آن برای ناظر یا تلسکوپ قابل مشاهده باشد، تصریح کرد: موضوع حیات بیگانه و این پرسش که آیا ما در جهان هستی، تنها هستیم یا خیر، به دوران بسیار کهن بر می‌گردد و بحث‌های فلسفی بسیاری در تمام دوران پیرامون این موضوع بوده است، اما جست‌وجوی عملی به اواخر قرن نوزدهم بر می‌گردد.

کلائی افزود: بطورکلی می‌توان نظریات (فلسفی) پیرامون این موضوع را به دو دسته عمده خلاصه کرد؛ دسته اول، نظریاتی هستند که بر اساس آن‌ها بشر در جهان هستی تنها موجود هوشمند است و دسته دوم نظریاتی هستند مبنی بر این‌که هیچ ویژگی خاصی برای این‌که بشر تنها موجود هوشمند عالم هستی باشد، وجود ندارد و می‌توان انتظار داشت که در مکان‌ها یا سیاراتی دیگر در عالم هستی موجودات هوشمندی وجود داشته باشند.

آغاز گمانه‌زنی‌ها برای یافتن حیات فرازمینی با تغییر کاربری رادارها به رادیوتلسکوپ

وی خاطرنشان کرد: از نظر مطالعات عملی و مشاهداتی، نخستین بررسی‌ها و گمانه‌زنی‌ها برای یافتن حیات فرازمینی به اواخر قرن نوزدهم بر می‌گردد، زمانی‌که اخترشناسانی مانند شیاپارلی و لوول با تلسکوپ به مشاهده مریخ و توصیف آبراه‌های مریخ پرداختند و از آن زمان حدس و گمان‌ها در خصوص حیات در مریخ شکل گرفت و می‌توان گفت از آن زمان در فرهنگ عمومی جا گرفت، اما مطالعات و بررسی‌های جدی‌تر به دوران پس از جنگ جهانی دوم برمی‌گردد؛ دورانی که نجوم رادیویی آغاز  به گسترش کرد، در واقع با پایان جنگ جهانی دوم شمار فراوانی از رادارها با تغییر کاربری به رادیوتلسکوپ تبدیل شدند.

دانشیار گروه فیزیک فضای دانشگاه تهران با طرح این پرسش که چرا در آن زمان رادیو تلسکوپ‌ها نسبت به تلسکوپ‌های نوری پر اهمیت‌تر شدند؟ ادامه داد: در سال ۱۹۵۹ یک مقاله توسط دو فیزیکدان به نام‌های کوکونی و موریسون در مجله معتبر نیچر تحت‌عنوان «جست‌وجو برای ارتباطات بین ستاره‌ای» به چاپ رسید. آن‌ها با این فرض آغاز کردند که اگر یک جامعه با عمر طولانی و از نظر فنی پیشرفته در جایی درگوشه کهکشان ما وجود داشته باشد؛ اگر آن‌ها می‌خواستند پیامی را به روش ما ارسال کنند، چگونه این کار را انجام می‌دادند؟ و آیا ما فناوری تشخیص آن را داریم؟ این موضوع باعث شد که ایده‌ها و توجهات به سمت سیگنال‌های رادیویی و رادیو تلسکوپ‌ها جلب شود.

دکتر کلائی گفت: از آن زمان تاکنون شماری از رادیو تلسکوپ‌ها علاوه‌بر انجام وظایف نجومی به‌دنبال سیگنال‌های فضایی که ممکن است مربوط به فرازمینی‌ها بوده باشد، گوش فرا داده‌اند، اما تاکنون سیگنال قابل استنادی از این طریق بدست نیامده است.

کشف شمار فراوان سیارات فراخورشیدی با ساخت رصدخانه‌های فضایی، آشکارسازها و طیف‌سنج‌های حساس‌تر

وی خاطرنشان کرد: اما در دهه‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در زمینه‌های مختلف علم و فناوری صورت گرفته است، از جمله ساخت رصدخانه‌های فضایی، ساخت آشکارسازها و طیف‌سنج‌های حساس‌تر که این امکان را فراهم کرده که شمار فراوانی سیارات فراخورشیدی کشف شود که این باعث شده که نگرش ما در خصوص شمار سیارات فرازمینی متحول شود.

تلسکوپ فضایی تِس

رئیس بخش تحقیقاتی فیزیک خورشیدی و نجوم دانشگاه تهران ادامه داد: از معروف‌ترین این تلسکوپ‌های فضایی می‌توان از تلسکوپ فضایی کپلر متعلق به ناسا که در سال ۲۰۰۹ پرتاب شد و تلسکوپ فضایی تِس که در سال ۲۰۱۸  در مدار قرار گرفت، نام برد که هزاران سیاره فرازمینی را پیدا کردند. در مقایسه با کپلر، تلسکوپ تِس میدان دید بسیار وسیع‌تری را زیر نظر دارد. همچنین روشنایی ستارگان را در فواصل زمانی بسیار بیشتری اندازه‌گیری می‌کند و در نهایت بخش‌های بیشتری از آسمان را پوشش می‌دهد.

یافتن وجود سیارات در اطراف ستارگان و همراه شدن علم زیست‌شناسی با اخترشناسی

دکتر کلائی افزود: یکی از شگفتی‌های بزرگ در این خصوص این است که گفته می‌شود ستارگان دارای سیارات هستند و دیگر استثنا نیست، بلکه قانون است. شکارچیان سیارات فراخورشیدی دریافته‌اند که اکثر ستارگان مشابه خورشید دارای یک یا چند سیاره هستند. در حال حاضر بطور میانگین حدود ۱.۶ سیاره به ازای هر ستاره تصور می‌شود. بنابراین درکهکشان ما که شامل حداقل ۱۰۰ میلیارد ستاره است، حداقل ۱۶۰ میلیارد سیاره برآورد می‌شود که وجود داشته باشد.

وی تصریح کرد: تحول دیگری که در این خصوص صورت گرفته است، همراه شدن علم زیست‌شناسی با علم اخترشناسی است. ضمن این‌که در این چند دهه علم زیست‌شناسی در خصوص نحوه پیدایش حیات و شرایط زیستی مختلف به نتایج شگفتی رسیده است. این موضوع باعث شده که ایده پیدا کردن حیات و ارگانیزم‌های سازنده آن پر رنگ‌تر شود. از منظر اختر زیست‌شناسی، نکته مهم این دوران طلایی از کشف سیارات فراخورشیدی، این است که اکنون فهرست مشخصی از جهان‌های بالقوه قابل سکونت، به جز زمین وجود دارد. منظور از منطقه قابل سکونت که به‌عنوان منطقه طلایی‌ نیز شناخته می‌شود، نوار یا ناحیه‌ای اطراف یک ستاره‌ است که در آن ناحیه سیارات در حال گردش می‌توانند آب مایع روی سطوح خود داشته باشند.

این متخصص پلاسمای فضایی دانشگاه تهران یادآور شد: اهمیت آب از این نظر است که زندگی، به هر شکلی که بتوانیم تصور کنیم، برای واکنش‌های شیمیایی و انتقال مواد در غشای موجودات به مایعی نیاز دارد و آب تا حدی به دلیل خاصیت حلال بودن آن ایده‌آل است.