دراسة: عدم وجود ثاني أكسيد الكربون مؤشر للعثور على الماء في الكواكب

في سياق الدراسات العلمية التي تبحث في وجود المياه وأشكال الحياة على الكواكب، توصل فريق علمي دولي بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة برمنغهام، إلى طريقة جديدة أكثر سهولة لتحديد الماء السائل -وربما الحياة- على الكواكب الأخرى، وتشمل العملية قياس كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للكوكب، ومقارنة القياسات بتلك التي أُخذت من عوالم مجاورة.

ويقترح الباحثون في دراستهم أنه إذا كان لدى الكوكب الأرضي كمية أقل بكثير من ثاني أكسيد الكربون في غلافه الجوي مقارنة بالكواكب الأخرى في نفس النظام، فقد يكون ذلك علامة على وجود الماء السائل -وربما الحياة- على سطحه.

وقال البيان الصادر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: إن هذا الاكتشاف الذي توصلوا إليه يقع ضمن نطاق رؤية تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأميركية "ناسا"، وإن هذا الاكتشاف الجديد هو العلامة الوحيدة لمعرفة الكواكب الصالحة للحياة أو السكن فيها، والذي من المتوقع أن يؤدي إلى رسم خريطة عن الكواكب القابلة للعيش فيها.

مراقبة "الوميض"

وبحسب بيان معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، اكتشف علماء الفلك حتى الآن أكثر من 5200 عالَم خارج نظامنا الشمسي باستخدام التلسكوبات الحالية، ويستطيع علماء الفلك قياس مسافة الكوكب إلى نجمه بشكل مباشر، والوقت الذي يستغرقه لإكمال مداره، كما يمكنهم إجراء القياسات التي تساعدهم على استنتاج ما إذا كان الكوكب ضمن منطقة صالحة للسكن. ولكن لا توجد طريقة للتأكد بشكل مباشر مما إذا كان الكوكب صالحا للحياة بالفعل، مما يعني وجود الماء السائل على سطحه.

ووفقا لدراسة جديدة نشرتها دورية نيتشر أسترونومي، فإنه وعبر نظامنا الشمسي يمكن للعلماء اكتشاف وجود المحيطات السائلة عبر مراقبة "الوميض" (ومضات من ضوء الشمس) تنعكس على الأسطح السائلة.

ولوحظت هذه الومضات -على سبيل المثال- على أكبر أقمار زحل "تيتان"، مما ساعد على تأكيد وجود البحيرات الكبيرة الموجودة على القمر. ومع ذلك فإن اكتشاف بصيص مماثل في الكواكب البعيدة أمر بعيد المنال مع التقنيات الحالية.

لكن العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة برمنغهام، يحاولون التغلب على هذه المشكلة باستخدام تقنيات تلسكوب الفضاء جيمس ويب، وذلك من خلال النظر إلى ما يحدث مع الكواكب الأرضية والقريبة من الشمس في نظامنا الخاص.

من ناحية أخرى قالت الأستاذ المساعد في علم الكواكب الخارجية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جوليان دي فيت: "إن الهدف في علم الكواكب الخارجية هو البحث عن عوالم صالحة للسكن ووجود حياة فيها، لكن جميع الميزات التي جرى الحديث عنها حتى الآن كانت بعيدة عن متناول أحدث المراصد، إلا أنه لدينا طريقة لمعرفة ما إذا كان هناك ماء سائل على كوكب آخر، وهذا شيء يمكننا الوصول إليه في السنوات القليلة المقبلة".

قياس ثاني أكسيد الكربون والأوزون

وعن كيفية الكشف عن ثاني أكسيد الكربون تقول جوليان دي فيت: "يعتبر ثاني أكسيد الكربون ماصّا قويا جدا للأشعة تحت الحمراء، ويمكن اكتشافه بسهولة في أجواء الكواكب الخارجية، إذ يمكن لإشارة ثاني أكسيد الكربون أن تكشف عن وجود أغلفة جوية للكواكب الخارجية، وبمجرد أن يحدد علماء الفلك أن الكواكب المتعددة في النظام تستضيف أغلفة جوية، يمكنهم الانتقال لقياس محتوى ثاني أكسيد الكربون فيها لمعرفة ما إذا كان أحد الكواكب يحتوي على أقل بكثير من الكواكب الأخرى، وإذا كان الأمر كذلك فمن المحتمل أن يكون الكوكب صالحا للسكن، مما يعني أنه يستضيف كميات كبيرة من الماء السائل على سطحه".

ويقول البيان الصادر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: لكن الظروف الصالحة للسكن لا تعني بالضرورة أن الكوكب مأهول أو معرفة ما إذا كانت الحياة قد تكون موجودة بالفعل، وبالتالي يقترح الفريق العلمي أن يبحث علماء الفلك عن ميزة أخرى في الغلاف الجوي للكوكب وهو ما يتعلق بغاز الأوزون، حيث إن الأوزون الذي يتكون في الغلاف الجوي يكون نتيجة لتفاعل الأكسجين مع فوتونات الشمس ويتحول إلى الأوزون (أكسجين ثلاثي الذرات)، وهو جزيء يسهل اكتشافه أكثر بكثير من اكتشاف الأكسجين نفسه.

ويقول الباحثون إنه إذا أظهر الغلاف الجوي للكوكب علامات وجود الأوزون وثاني أكسيد الكربون المنضّب، فمن المحتمل أن يكون ذلك دليلا على عالَم صالح للسكن ومأهول.

ويقول المؤلف المشارك في الدراسة أموري تريود من جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة: "إذا رأينا الأوزون فمن المحتمل جدا أن يكون مرتبطا بثاني أكسيد الكربون الذي تستهلكه الحياة، وإذا كانت هذه حياة فهي لن تكون مجرد عدد قليل من البكتيريا، بل ستكون كتلة حيوية على مستوى الكوكب قادرة على معالجة كمية هائلة من الكربون والتفاعل معه".

ومن ناحية أخرى ذكر بيان معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا سيكون قادرا على قياس ثاني أكسيد الكربون، وربما الأوزون.

آفاق الاكتشاف

وبحسب ما ورد في تقري موقع لايف تكنولوجي فإن تحديد الكواكب ذات الأجواء التي تحتوي على كربون منخفض يمكن أن يؤدي إلى تضييق نطاق البحث عن الكواكب الخارجية الصالحة للحياة، ومن خلال التركيز على الكواكب التي تُظهر مستويات منخفضة من ثاني أكسيد الكربون يمكن للعلماء إعطاء الأولوية لجهودهم في دراسة هذه الأجرام السماوية بحثا عن علامات وجود الماء والحياة المحتملة.

كما ستلعب البعثات الفضائية والتلسكوبات المستقبلية دورا حاسما في إجراء المزيد من الأبحاث عن هذه الأجواء التي تحتوي على كربون أقل، بالإضافة إلى أن الأدوات المتقدمة تتيح للعلماء تحليل تكوين الأجواء للكواكب الخارجية بمزيد من التفصيل، مما يوفر رؤى قيمة عن قابلية السكن المحتملة لهذه العوالم البعيدة، وبالتالي فإن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد العلماء على رسم خارطة طريق للعثور على كواكب صالحة للحياة.