تشير الأدلة إلى وجود الفوسفين ، وهو غاز مرتبط بالكائنات الحية ، في المنطقة الصالحة للسكن من الغلاف الجوي للزهرة.
تمحور البحث عن الحياة خارج الأرض إلى حد كبير حول جارنا الأحمر الصخري. أطلقت وكالة ناسا العديد من المركبات الجوالة على مر السنين ، مع مركبة جديدة في طريقها حاليًا ، للتنقيب في سطح المريخ المليء بالغبار بحثًا عن علامات على وجود مياه وتلميحات أخرى عن إمكانية السكن.
الآن ، في تحول مفاجئ ، لاحظ العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة كارديف وأماكن أخرى ما يمكن أن يكون علامات على الحياة في سحب كوكب الزهرة ، جارنا الكوكبي الأقرب. على الرغم من أنهم لم يعثروا على دليل مباشر على وجود كائنات حية هناك ، إذا كانت ملاحظتهم مرتبطة بالفعل بالحياة ، فيجب أن تكون نوعًا من أشكال الحياة "الجوية" في غيوم كوكب الزهرة - الجزء الوحيد الصالح للسكن مما هو خلاف ذلك منطقة محترقة وغير مضيافة.
اكتشف علماء الفلك ، بقيادة جين جريفز من جامعة كارديف ، في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بصمة طيفية أو توقيع ضوئي للفوسفين. أظهر علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا سابقًا أنه إذا تم اكتشاف هذا الغاز السام النتن على كوكب أرضي صخري ، فلا يمكن إنتاجه إلا بواسطة كائن حي هناك. قام الباحثون بالاكتشاف باستخدام تلسكوب جيمس كلارك ماكسويل (JCMT) في هاواي ، ومرصد أتاكاما لارج مليمتر Array (ALMA) في تشيلي.
تابع فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الملاحظة الجديدة بتحليل شامل لمعرفة ما إذا كان أي شيء آخر غير الحياة يمكن أن ينتج الفوسفين في بيئة كوكب الزهرة القاسية والكبريتية. استنادًا إلى العديد من السيناريوهات التي أخذوها في الاعتبار ، استنتج الفريق أنه لا يوجد تفسير للفوسفين المكتشف في غيوم كوكب الزهرة ، بخلاف وجود الحياة.
تقول كلارا سوزا سيلفا ، عالمة الأبحاث في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب (EAPS) في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "من الصعب جدًا إثبات سلبية". "الآن ، سوف يفكر علماء الفلك في كل الطرق لتبرير الفوسفين بدون حياة ، وأنا أرحب بذلك. من فضلك افعل ، لأننا في نهاية إمكانياتنا لإظهار العمليات اللاحيائية التي يمكن أن تصنع الفوسفين. "
"هذا يعني إما أن هذه هي الحياة ، أو أنها نوع من العمليات الفيزيائية أو الكيميائية التي لا نتوقع حدوثها على الكواكب الصخرية ،" يضيف المؤلف المشارك وعالم أبحاث EAPS ، يانوش بيتكوفسكي.
ومن بين المؤلفين المشاركين الآخرين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ويليام باينز ، وسوكريت رانجان ، وزوتشانغ زان ، وسارة سيجر ، وهي أستاذة علوم الكواكب من فئة عام 1941 مع التعيينات في أقسام الفيزياء والملاحة الجوية والفضائية ، جنبًا إلى جنب مع المتعاونين في جامعة كارديف ، جامعة مانشستر ، جامعة كامبريدج ، مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية ، جامعة كيوتو سانغيو ، إمبريال كوليدج ، المرصد الملكي غرينتش ، الجامعة المفتوحة ، ومرصد شرق آسيا.
البحث عن أشياء غريبة
غالبًا ما يشار إلى كوكب الزهرة على أنه توأم الأرض ، حيث أن الكواكب المجاورة متشابهة في الحجم والكتلة والتركيب الصخري. لديهم أيضًا أجواء مهمة ، على الرغم من أن هذا هو المكان الذي تنتهي فيه أوجه التشابه بينهما. حيث الأرض هي عالم صالح للسكن من المحيطات والبحيرات المعتدلة ، فإن سطح كوكب الزهرة عبارة عن منظر طبيعي حار يغلي ، حيث تصل درجات الحرارة إلى 900 درجة فهرنهايت وهواء خانق يكون أكثر جفافاً من الأماكن الأكثر جفافاً على الأرض.
كما أن الكثير من الغلاف الجوي للكوكب غير مضياف إلى حد ما ، مليء بسحب كثيفة من حامض الكبريتيك ، وقطرات من السحب أكثر حمضية بمليارات المرات من البيئة الأكثر حمضية على الأرض. يفتقر الغلاف الجوي أيضًا إلى العناصر الغذائية الموجودة بكثرة على سطح الكوكب.
يقول سيجر: "كوكب الزهرة بيئة مليئة بالتحديات للحياة من أي نوع".
ومع ذلك ، هناك نطاق ضيق ومعتدل داخل الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، يتراوح بين 48 و 60 كيلومترًا فوق السطح ، حيث تتراوح درجات الحرارة من 30 إلى 200 درجة فهرنهايت. تكهن العلماء ، مع الكثير من الجدل ، بأنه إذا كانت الحياة موجودة على كوكب الزهرة ، فمن المحتمل أن تكون هذه الطبقة من الغلاف الجوي ، أو سطح السحب ، هي المكان الوحيد الذي ستعيش فيه. وقد حدث أن سطح السحابة هذا هو المكان الذي لاحظ فيه الفريق إشارات الفوسفين.
يقول بيتكوفسكي: "يتم وضع إشارة الفوسفين هذه بشكل مثالي حيث يخمن الآخرون أن المنطقة يمكن أن تكون صالحة للسكن".
تم إجراء الاكتشاف لأول مرة بواسطة Greaves وفريقها ، الذين استخدموا JCMT للتركيز على جو الزهرة لأنماط الضوء التي يمكن أن تشير إلى وجود جزيئات غير متوقعة والتوقيعات المحتملة للحياة. عندما التقطت نمطًا يشير إلى وجود الفوسفين ، اتصلت بسوزا سيلفا ، التي قضت الجزء الأكبر من حياتها المهنية في وصف الجزيء السام النتن.
افترض سوزا سيلفا في البداية أن علماء الفلك يمكنهم البحث عن الفوسفين كتصنيف حيوي على الكواكب البعيدة جدًا. "كنت أفكر بعيدًا حقًا ، العديد من فرسخ البحر ، وفي الحقيقة لا أفكر حرفيًا في أقرب كوكب إلينا."
تابع الفريق ملاحظة جريفز الأولية باستخدام مرصد ALMA الأكثر حساسية ، بمساعدة أنيتا ريتشاردز ، من مركز ALMA الإقليمي في جامعة مانشستر. أكدت هذه الملاحظات أن ما لاحظه جريفز كان بالفعل نمطًا من الضوء يطابق ما ينبعث منه غاز الفوسفين داخل سحب كوكب الزهرة.
ثم استخدم الباحثون نموذجًا لغلاف كوكب الزهرة ، طوره هيديو ساغاوا من جامعة كيوتو سانغيو ، لتفسير البيانات. ووجدوا أن الفوسفين الموجود على كوكب الزهرة هو غاز صغير موجود بتركيز 20 من كل مليار جزيء في الغلاف الجوي. على الرغم من أن هذا التركيز منخفض ، يشير الباحثون إلى أن الفوسفين الذي تنتجه الحياة على الأرض يمكن العثور عليه بتركيزات أقل في الغلاف الجوي.
استخدم فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، بقيادة Bains و Petkowski ، نماذج الكمبيوتر لاستكشاف جميع المسارات الكيميائية والفيزيائية المحتملة غير المرتبطة بالحياة ، والتي يمكن أن تنتج الفوسفين في بيئة كوكب الزهرة القاسية. نظر باينز في سيناريوهات مختلفة يمكن أن تنتج الفوسفين ، مثل ضوء الشمس ، والمعادن السطحية ، والنشاط البركاني ، وضربة النيزك ، والبرق. ثم قام رانجان مع بول ريمر من جامعة كامبريدج بنمذجة كيف يمكن للفوسفين المنتج من خلال هذه الآليات أن يتراكم في السحب الزهرية. في كل سيناريو نظروا فيه ، لن يصل الفوسفين الناتج إلا إلى جزء صغير مما تشير إليه الملاحظات الجديدة الموجود على سحب كوكب الزهرة.
يقول بيتكوفسكي: "لقد مررنا حقًا بجميع المسارات الممكنة التي يمكن أن تنتج الفوسفين على كوكب صخري". "إذا لم تكن هذه هي الحياة ، فإن فهمنا للكواكب الصخرية يفتقر بشدة."
حياة في الغيوم
إذا كانت هناك بالفعل حياة في غيوم كوكب الزهرة ، يعتقد الباحثون أنها شكل جوي ، موجود فقط في سطح السحابة المعتدلة لكوكب الزهرة ، فوق السطح البركاني المغلي.
تقول سوزا سيلفا: "منذ زمن بعيد ، كان يُعتقد أن للزهرة محيطات ، وربما كانت صالحة للسكن مثل الأرض". "نظرًا لأن كوكب الزهرة أصبح أقل مضيافًا ، كان يتعين على الحياة التكيف ، ويمكن أن تكون الآن في هذا الغلاف الجوي الضيق حيث لا يزال بإمكانها البقاء. يمكن أن يُظهر هذا أنه حتى كوكب على حافة المنطقة الصالحة للسكن يمكن أن يكون له غلاف جوي محلي صالح للسكن ".
في خط بحث منفصل ، اكتشف Seager و Petkowski إمكانية أن تكون الطبقات السفلية من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، أسفل سطح السحابة مباشرة ، ضرورية لبقاء المحيط الحيوي الافتراضي على كوكب الزهرة.
"يمكنك ، من حيث المبدأ ، أن يكون لديك دورة حياة تحافظ على الحياة في السحب على الدوام" ، كما يقول بيتكوفسكي ، الذي يتصور أن تكون أي حياة في أجواء الزهرة مختلفة اختلافًا جوهريًا عن الحياة على الأرض. "الوسط السائل على كوكب الزهرة ليس ماء ، كما هو الحال على الأرض."
تقود سوزا سيلفا الآن جهدًا مع جيسون ديتمان في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لتأكيد اكتشاف الفوسفين باستخدام التلسكوبات الأخرى. إنهم يأملون أيضًا في رسم خريطة لوجود الجزيء عبر الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، لمعرفة ما إذا كانت هناك اختلافات يومية أو موسمية في الإشارة من شأنها أن تشير إلى نشاط مرتبط بالحياة.
تقول سوزا سيلفا: "من الناحية الفنية ، تم العثور على الجزيئات الحيوية في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة من قبل ، ولكن هذه الجزيئات مرتبطة أيضًا بآلاف الأشياء غير الحياة". "السبب الذي يجعل الفوسفين مميزًا هو أنه بدون الحياة يكون من الصعب جدًا صنع الفوسفين على الكواكب الصخرية. كانت الأرض هي الكوكب الأرضي الوحيد الذي وجدنا فيه الفوسفين ، لأن الحياة موجودة عليه . الى الآن."
تم تمويل هذا البحث جزئيًا من قبل مجلس منشآت العلوم والتكنولوجيا ، والمرصد الأوروبي الجنوبي ، والجمعية اليابانية لتعزيز العلوم ، ومؤسسة Heising-Simons ، ومؤسسة Change Happens Foundation ، ومؤسسة Simons ، وأفق الاتحاد الأوروبي. 2020 برنامج البحث والابتكار.
هذا الانطباع الفني يصور كوكب الزهرة. ربما لاحظ علماء الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة كارديف وأماكن أخرى علامات الحياة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.
المصدر