سه‌شنبه 31 اسد|مرداد 1396 برابر با 22 آگست 2017

زنده‌گی در سیارۀ همسایه



 5 حوت|اسفند 1394

 

تصویر هنری از منظومه کیپلر47 که دو سیاره قابل زیست در کمربند حیات خود دارد

تصور کنید مریخ هم سیاره‌یی قابل زیست برای میلیون‌ها نوع موجود زنده به شمول موجود هوشمندی مانند انسان می‌بود. یعنی از جملۀ سه سیاره - زهره، زمین و مریخ که در کمربند حیات به دور خورشید قرار دارند، زمین و مریخ شرایط مناسبی برای حیات می‌داشتند و همان‌گونه که در زمین، موجودات زنده توانستند رشد کنند، مریخ نیز چنین فرصتی را حفظ می‌کرد و در نهایت مأمن خوبی برای موجودات مریخی می‌شد.

فراموش نکنید که در گذشته مریخ دنیایی سرشار از آب و مکانی مناسب برای حیات بوده است. پس تصور ما بی‌اساس نیست. یکی از ویژه‌گی‌های اخترشناسی این است که با توجه به موجودیت صدها میلیارد میلیارد ستاره، می‌توان هرگونه شرایط حیات یا هر نوع دنیای عجیبی را بر اساس قوانین فیزیک در سطح سیارات و یا اقمار سیارات بزرگ حول این ستاره‌ها تصور کرد.

از سوی دیگر تنها در کهکشان راه شیری - خانۀ خورشید ما - در محدودۀ کمربند حیات هر ستاره بیش از دو یا چند سیاره وجود دارد. کمربند حیات به فاصله‌یی از یک ستاره گفته می‌شود که در آن آب در سطح یک سیاره به حالت مایع موجود است. به گونۀ مثال زمین در وسط کمربند حیات خورشید قرار دارد. تلسکوپ فضایی کپلر تا حال هزاران جفت سیاره را در کمربند حیات دیگر ستاره‌ها کشف کرده که هر یک با ده درصد فاصله‌شان از ستارۀ مادر، در کنار هم به دور ستارۀ مادر می‌چرخند. بسیاری از این جفت سیاره‌ها نه این‌که توانسته اند حیات را در سطح خود پرورش دهند که حتا به شکل‌گیری و رشد حیات در سیارۀ همسایه کمک کرده اند.

وجود دو سیاره قابل زیست در کنار هم در فیلم علمی، تخیلی، رمانتیک «دنیای وارونه» اثری از Juan Solans می‌تواند برای علاقه‌مندان اخترشناسی موضوع جالبی باشد. این دو سیاره به حدی به هم نزدیکند که می‌توان به نام دو سیاره - خانۀ مشترک آن‌ها را نام نهاد. اگرچه جاذبه امکان نزدیکی دو سیاره به این حد را نمی‌دهد، ولی در این فیلم سه قانون تغییرناپذیر باعث شده تا همه‌چیز در کنار هم در این دو دنیا پایدار بماند: اول، هر انسان و یا هر مادۀ موجود در سطح یک سیاره، توسط جاذبۀ همان سیاره کشیده می‌شود. دوم، با استفاده از مادۀ یک سیاره می‌توان بر نیروی جاذبه در سیارۀ دوم غلبه کرد. یعنی اگر بتوانید مقداری ماده از سیارۀ اول به سیارۀ دوم ببرید، می‌توانید جاذبۀ سیارۀ دوم را خنثا کنید. سوم، مادۀ سیارۀ اول بعد از چند ساعت تماس با مادۀ سیارۀ دوم می‌سوزد و نابود می‌شود. این سه ناگزیری در قانون جاذبه در این فیلم باعث پایداری این دو دنیای نزدیک و وابسته به‌هم شده است.

تصویر هنری برای مقایسه گذشته پر آب مریخ با شرایط امروز آن 

اما در واقعیت، رصد جفت سیاره‌های قابل زیست به دور دیگر ستاره‌ها توسط تلسکوپ فضایی کپلر موضوع بحث و مطالعۀ بسیاری از دانشگاه‌ها و آزمایشگاه‌های اخترشناسی شده است. در این مقاله یکی از این منظومه‌های دو سیاره‌یی - منظومۀ کپلر 36 - را که تلسکوپ فضایی کپلر کشف کرده، برای درک بهتر در محدودۀ مدار زمین به دور خورشید قرار می‌دهیم، تا بدانید در چه شرایطی دو سیارۀ قابل زیست می‌توانند کنار هم وجود داشته باشند.

به زبان ساده‌تر اگر مریخ و زمین هر دو سیارات قابل زیست می‌بودند، در چه فاصله نزدیک می‌توانستند کنار هم باشند و در نتیجه مریخ در آسمان زمین چه‌قدر بزرگ دیده می‌شد؟ اول باید بدانید که فاصلۀ زمین از خورشید 150 میلیون کیلومتر - یک واحد نجومی - است. در چنین سناریو، فاصلۀ مریخ - سیارۀ دوم قابل زیست در کمربند حیات - باید دست‌کم یک‌دهم واحد نجومی از زمین باشد. این فاصله 40 برابر فاصلۀ ماه از زمین است. در حالی که اکنون مریخ در بهترین حالت 200 برابر فاصلۀ ماه از زمین فاصله دارد. وقتی دو سیاره این قدر به هم نزدیک باشند، یک سلسله اتفاقات برای شکل‌گیری بسیار مهم و ضروری می‌باشد. اول، ایجاد فصل‌ها و در کل شرایط اقلیمی در زمین به خمیده‌گی یا کجی محورش به اندازه 23.5 درجه به سمت مدار گردش اش بدور خورشید وابسته است. کافیست فقط چند درجه این خمیدگی را تغییر دهید تا زمین به سیاره یخ زده برای همیش مبدل شود. هرگاه دو سیاره به حدی به هم نزدیک باشند که باعث تغییر در خمیده‌گی محور چرخش هم شوند، در آن صورت شرایط اقلیمی در هر دو سیاره ناپایدار می‌شود. اما در سناریوی زمین - مریخ فاصله این دو سیاره به حدی نمی‌باشد که باعث ایجاد دگرگونی شدید در شرایط اقلیمی همدیگر شوند.

دوم، فرآیند بسیار مهمی که می‌تواند بذر حیات را از یک سیاره به سیارۀ دیگر پرتاب کند، lithopanspermia یاد می‌شود و برای شکل‌گیری حیات در هر دو سیاره لازم می‌باشد. به زبان ساده‌تر در اوایل شکل‌گیری منظومۀ شمسی، به خصوص وقتی که مریخ دنیای سرشار از آب بوده، سیارک‌ها با مریخ برخورد کردند که در نتیجه سنگ‌های زیادی از سطح مریخ به فضا پرتاب شده و با فرار از دام جاذبۀ مریخ در نهایت در مدار زمین قرار گرفتند و بعد از میلیون‌ها سال گردش به زمین فرود آمدند.

تصویر هنری از وجود سیارات قابل زیست به دور ستاره های دیگر

هنوز تصور بعضی از دانشمندان بر این است که بذر اولیۀ حیات در زمین، توسط همین شهاب سنگ‌ها از مریخ آمده و حیات در زمین ریشۀ مریخی دارد. در حال حاضر بیش از 100 شهاب سنگ داریم که همه از مریخ به زمین آمده اند. پس در منظومه‌های دو سیاره‌یی انتقال بذر حیات از یک سیاره به سیارۀ همسایه ممکن می‌باشد. به خصوص وقتی دو سیاره به هم نزدیک باشند، انرژی لازم برای فرار بذر حیات در اثر برخورد یک سیارک از یک سیاره به سیارۀ دیگر کم‌تر از حدی است که زمانی باعث پرتاب شهاب سنگ‌ها از مریخ به زمین شده است. دیگر این که زمان لازم برای سفر بذر حیات توسط این سنگ‌ها از یک سیاره به سیارۀ دیگر کوتاه می‌باشد.

از سوی دیگر در فاصلۀ نزدیک بذر حیات می‌تواند بر چندین نقطه در سیارۀ مقصد فرود آید و هم‌زمان باعث رشد حیات در بخش‌های زیادی از سیارۀ دوم شود. در نتیجه حیات می‌تواند تقریباً هم‌زمان با فاصلۀ اندک در هر دو سیاره رشد کند. در ضمن، چون ریشۀ حیات در هر دو سیاره یکی است، موجودات زنده به خصوص موجود هوشمند در سطح هر دو سیاره چندان تفاوتی با هم نخواهند داشت و این می‌تواند به هم‌زیستی ساکنین هر دو سیاره در آینده کمک کند. تا کنون اخترشناسان چندین منظومۀ دو سیاره‌یی و حتا سیارات بزرگی را که شرایط حیات در سطح اقمار آن‌ها ممکن است را بررسی کرده اند. حیات در هر دو سیاره با ریشۀ واحد می‌تواند به ایجاد ارتباط و درک متقابل میان ساکنین هر دو سیاره کمک زیادی کند.

در سناریوی زمین - مریخ، به دلیل این که ریشۀ حیات در هر دو سیاره مشترک می‌باشد، تمدن‌های هر دو سیاره می‌توانستند صدها هزار سال قبل از ملاقات رودررو با هم ارتباط برقرار کنند. یعنی حتا قبل از ایجاد فناوری پرواز، با ارسال سیگنال میان همدیگر پیام واضح رد و بدل می‌کردند. به گونۀ دیگر به رغم چالش‌ها و مشکلات در برابر شکل‌گیری و تکامل حیات در زمین، وجود مریخ قابل زیست در فاصلۀ ماه می‌توانست در مبارزه با این چالش‌ها به ما زمینی‌ها کمک زیادی کند.

در موجودیت دو سیارۀ قابل زیست - زمین و مریخ - یکی از نتیجه‌گیری‌های ممکن فلسفی می‌توانست نبود جنگ و کشتار به نام عقیده و ایمان در هر دو سیاره باشد. زیرا ساکنین هر دو سیاره با دیدن همسایۀ فضایی دیگر ادعا نداشتند که تنها دُردانۀ هستی در این عالم بی‌کران باشند و چه سعادتی می‌بود برای ما زمینی‌ها تا امروزه از دام جهالت خیلی‌ها در زمین، دست به دامان همسایۀ مریخی‌مان می‌شدیم.