إذا زار الأجانب نظامنا الشمسي ، فلن يستغرق الأمر سوى لحظة لمعرفة أي الكوكب هو الذي يحتوي على كل الحياة عليه. إن وجود الأكسجين في غلافنا الجوي أعطى العلماء مفتاح البحث عن الحياة في عوالم أخرى. ولكن ماذا لو كانت هناك عمليات طبيعية بحتة ، يمكن أن تخلط بين البحث عن الحياة ، وخداع المراصد الفضائية الجديدة القوية مثل Terrestrial Planet Finder و Darwin.
لا داعي للقلق. تظهر محاكاة جديدة من قبل فريق من الباحثين الأمريكيين أنه لا توجد عملية طبيعية في عالم صالح للسكن مع مياه سائلة يمكن أن تحافظ على مستويات عالية من الأكسجين والأوزون في جو غريب. إذا كان هناك أكسجين ، فهناك حياة.
يعتقد أن معظم الأكسجين (O2) الموجود في الغلاف الجوي للأرض قد تم إنشاؤه من خلال عملية التمثيل الضوئي. تستخدم النباتات الطاقة من الشمس ، مع امتصاص ثاني أكسيد الكربون وإطلاق O2 كمنتج ثانوي. بمرور الوقت ، تراكم هذا الأكسجين في غلافنا الجوي إلى نسبته الحالية البالغة 21٪ ، مع بقية النيتروجين والغازات النزرة الأخرى.
هذه النسبة مهمة جدًا للبحث عن الحياة في الكون. على مدى العقود القليلة المقبلة ، تم بناء أسطول من المركبات الفضائية والتجارب التي ستكون حساسة للغاية ، وسوف تكون قادرة على تحليل الغلاف الجوي لعالم بعيد بحجم الأرض. اعثر على الأكسجين أو الأوزون في الغلاف الجوي لهذا الكوكب - هكذا يذهب التفكير - ووجدت عالمًا يعيش فيه. مثل كوكبنا ، تقوم بعض العمليات العضوية بتحديث الأكسجين في الغلاف الجوي ، مما يمنعه من التفاعل بعيدًا.
إحدى المركبات الفضائية التي تم إلغاؤها مؤخرًا هي Terrestrial Planet Finder ، والتي ستكون حساسة بما يكفي لتحليل المكونات الكيميائية للغلاف الجوي البعيد. للأسف ، ألغيت هذه المهمة بعد أن تم تحويل الميزانيات لدعم الرؤية لاستكشاف الفضاء ، والتي ستعيد البشر إلى القمر ، وإلى المريخ. لا تقلق ، على الرغم من ذلك ، فإن الأوروبيين يعملون على حل المشكلة أيضًا بمهمة داروين. ولم يتم إلغاؤها ... حتى الآن.
ستتمكن هذه المهمات (إذا تم إطلاقها) من اكتشاف الأكسجين والأوزون في جو بعيد في العالم. لكن هل يمكن خداعهم؟ هل هناك عمليات طبيعية يمكن أن تولد مستويات مماثلة من الأكسجين والأوزون؟ إذا كان الأمر كذلك ، فإن ذلك سيجعل البحث عن الحياة صعبًا للغاية ، مما يؤدي إلى نتائج إيجابية خاطئة من شأنها إرباك العلماء.
كانت هناك بعض السيناريوهات التي يعتقد العلماء أنها قد تخلق إيجابيات خاطئة للحياة. على سبيل المثال ، في كوكب دفيئة هارب مثل كوكب الزهرة ، يمكن أن تهرب كميات كبيرة من الهيدروجين من جو حار ورطب. بما أن هذا الهيدروجين ينشأ من الماء (H2O) ، فإن ذلك سيترك الأكسجين وراءه. إذا كان كوكب خارج المجموعة الشمسية يفقد محيطه إلى الفضاء ، فقد يخدع أجهزة الكشف.
في حالة أخرى ، يمكن أن يكون كوكبًا مجمدًا يشبه المريخ كبيرًا بما يكفي للاحتفاظ بالغازات الثقيلة ، ولكنه صغير جدًا للحفاظ على الغازات البركانية. ثم يمنع السطح المتجمد فقدان الأكسجين ، ولكن أيضًا لا يستهلكه.
خدعة كل من هذه السيناريوهات ، على الرغم من ذلك ، أنها ستكون موجودة على الكواكب خارج منطقة النجم الصالحة للسكن. سيتمكن المراقبون الدقيقون من استبعادهم مسبقًا.
طور فريق من الباحثين الأمريكيين محاكاة لمعرفة ما إذا كانت هناك سيناريوهات يمكن أن تولد نتائج إيجابية خاطئة ، ولم يتمكنوا من العثور على أي شيء يخدع التلسكوبات المستقبلية. ورقة البحث بعنوان التكوين الأحيائي لـ O2 و O3 في الأجواء الأرضية عالية ثاني أكسيد الكربون، وقد تم قبوله مؤخرًا في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية.
لقد أجروا العديد من عمليات المحاكاة ، مع مراعاة جميع المتغيرات المحتملة التي من شأنها محاكاة عالم يشبه الأرض ، بما في ذلك معدلات مختلفة للغاز البركاني والإشعاع فوق البنفسجي.
لم يكونوا قادرين على التوصل إلى أي سيناريوهات يمكن أن يؤدي فيها كوكب صالح للسكن بمياه سائلة إلى نتيجة إيجابية خاطئة لـ O2 أو O3 من شأنها أن تخدع تلسكوب مثل Terrestrial Planet Finder أو Darwin.
المصدر الأصلي: ورقة بحث Arxiv
