رصد نوری به دور ستارهای سرگردان
در صورت فلکی اسد، فاصلهی 124 سال نوری از زمین، سیارهای فراخورشیدی زیرنپتونی با نام کپسیلو ۱۸بی به کانون یکی از بحثبرانگیزترین مباحث اخترزیستشناسی امروزی تبدیل شده است. دادههای تلسکوپ فضایی جیمز وب که توسط محققان دانشگاه کمبریج مدیریت میشد، ردپای شیمیایی دیمتیل سولفید و دیمتیل دیسولفید را در جو این سیاره نشان میدهد. روی زمین، گازهای گوگردی تنها توسط موجودات زنده تولید میشوند و این تیم آن را قویترین اشاره به فعالیت بیولوژیک خارج از منظومه شمسی خواند. اما بررسیهای مستقل، محاسبات ترمودینامیکی و کشفهای اخیر از مولکولهای مشابه در لایههای بالای اتمسفرهای گرم جوی، این خوشبینی اولیه را به یک پرونده آموزشی درباره چالشهای تشخیص حیات از میلیونها سال نوری تبدیل کرد.
ویژگیهای یک جهان زیراقیانوسی
این هدف کیهانی یک سیاره سنگی معمولی نیست. دادههای رادیویی و عبوری نشان میدهد جرم آن 8.6 برابر زمین و شعاع آن 2.6 برابر قطر سیارهی ما است. این سیاره هر 33 روز یکبار به دور یک کوتولهی سرخ سرد گردش میکند. موقعیت آن دقیقاً در منطقهی قابل سکونت ستاره میزبان قرار دارد و جو آن از هیدروژن غنی شده و شامل ترکیبات کربنی است.
نخستین بار چشمانداز این سیاره در سال 2015 با دادههای تلسکوپ فضایی هابل تغییر کرد. کشف بخار آب در جو آن، این سیاره را به اولین هدف در منطقه قابل سکونت با تایید وجود آب تبدیل کرد. این ویژگی کپسیلو ۱۸بی را به نامزد اصلی برای کلاس فرضی سیاهایسینها ارتقا داد. در مدل سیاهایسین، لایهای از یخ فشرده در زیرزمین قرار میگیرد و روی آن اقیانوسی عظیم از آب مایع دریا شده است. پوشش هیدروژن مانند یک گلخانه عمل میکند و گرمای کافی را برای مایع نگه داشتن آب سطح حفظ میکند، حتی در فاصله دور از منبع گرمایی.
تلسکوپ جیمز وب دقیقاً چه خواند؟
جنجال کنونی زادهی یک سلسله مشاهدات طیفسنجی است. در سال 2023، گروه نیکو مدهوسودان با استفاده از ابزارهای NIRISS و NIRSpec در محدوده 0.8 تا 5 میکرون، غلظت متان و دیاکسید کربن را حدود 1 درصد در جو تایید کردند. این اولین بار بود که مولکولهای کربندار در جو یک سیاره فراخورشیدی در منطقه قابل سکونت ثبت میشد. غیبت آمونیاک در این دادهها نکتهی کلیدی بود؛ آمونیاک اگر روی اقیانوس آزاد میبود، سریع تبخیر میشد و غیبت آن تاییدکنندهی وجود سطح مایع است.
در دل آن دادهها، سیگنالی ضعیف از دیمتیل سولفید پنهان بود. مدهوسودان توضیح داد که همان نشانهی ضعیف کافی بود تا با ابزار جدیدتر در سال 2024 بازنگری انجام شود. دادههای MIRI در بازهی 6 تا 12 میکرون، پنجرهای کاملاً مستقل را باز کرد. هیچ همپوشانی طیفی با مشاهدات قبلی وجود نداشت و خط سنجش در این بازهی جدید هم همان الگو را تکرار کرد. غلظت استنباط شده حیرتآور است. در زمین غلظت این گازها زیر 1 قسمت در میلیارد است. اما در کپسیلو ۱۸بی این مقدار به بیش از 10 قسمت در میلیون میرسد که یعنی هزاران برابر تراکم بیشتر. این نتایج در نشریه معتبر The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
چرا این کشف تا این حد مورد حمله قرار گرفت؟
روی زمین، دیمتیل سولفید یک زیستنشانگر قطعی محسوب میشود. فیتوپلانکتونهای اقیانوسی آن را به عنوان متابولیت فرعی ترشح میکنند و هیچ فرآیند زمینشناسی شناختهشدهای آن را در مقیاس بالا تولید نمیکند. با این حال، محققان هشدار دادند که فرض مستقیم زیستی بودن در فضا نیازمند احتیاط فراوان است. مدلهای تراز انرژی نشان دادند که شرایط شیمیایی جو میتوانند واکنشهای غیرزیستی مشابهی را تحریک کنند. علاوه بر این، پژوهشهای اخیر نشان دادهاند که دیمتیل سولفید میتواند در ابرهای بالایی اتمسفرهای گرماگرفتهی غنی از هیدروژن و متان، بدون حضور حیات شکل گیرد. این دوگانگی، تفسیر دادهها را به یک معادلهی پیچیده تبدیل کرده است.
آیندهی تفسیر شیمی در اعماق کیهان
داستان کپسیلو ۱۸بی درس بزرگی دربارهی مرزهای فناوری رصدی و احتیاط علمی است. هرچه ابزارهای طیفسنجی قدرتمندتر میشوند، ما مجبور میشویم لایههای بیشتری از خطاهای سیستماتیک و شیمیهای رقیق را کنار بزنیم. نسل بعدی تلسکوپهای زمینی و فضایی که با قابلیتهای تحلیل جو در کلاس زمینسانها کار خواهند کرد، پاسخهای شفافتری ارائه میدهند. تا آن زمان، جامعهی علمی باید تعادلی بین کشفهای هیجانانگیز و صحتسنجی سختگیرانه برقرار کند. شناسایی حیات فرازمینی تنها یک مسئلهی نوری نیست؛ سندی است که باید در برابر هر شبهای دوام بیاورد و مسیر کاوشهای آینده را با دقت بیشتری ترسیم نماید.
