حیات و زندگی در سامانه TRAPPIST-1 چگونه است؟

MacTavish · 11/10/19

با وجود آنکه فاصله سامانه‌ی TRAPPIST-1 تا منظومه‌ی شمسی ما برابر با 39 سال نوری است، اما یافته‌های مرتبط با این کشف جدید همچنان در صدر اخبار وبسایت ها و رسانه‌های علمی قرار دارد. این اهمیت ویژه و خاص، تنها به دلیل وجود 7 سیاره‌ی مشابه با زمین نیست؛ چرا که 3 مورد از این 7 سیاره، ممکن است هم اکنون پذیرای حیات باشند! زندگی در سامانه TRAPPIST-1 چگونه است؟ این سوالی است که همزمان با اولین شایعات و گمانه‌زنی‌ها، پیرامون قابل سکونت بودن این سیارات مطرح شد. برای پاسخ به این پرسش، به سراغ کارگردان مجموعه‌ی “One Big Question”، یعنی Lisa Kaltenegger و یکی از محققین آن با نام Jack O’Malley-James می‌رویم. آیا زندگی در سامانه TRAPPIST-1 با تصورات ما مطابقت دارد؟

Lisa Kaltenegger در این باره می‌گوید:

برای هزاران سال متوالی، انسان‌ها از تصور تنهایی در دنیای بی‌کران متعجب بودند. همواره این سوال را از خود می‌پرسیدند که آیا ما تنها موجودات زنده در دنیا هستیم؟ اکنون ما در جایی قرار داریم که می‌توانیم پاسخ به این پرسش را دریابیم. در حال حاضر ما تکنولوژی لازم برای مشاهدات عینی را دارا هستیم و با استفاده از آن، می‌توانیم به طور دقیق از واقعیت موضوع باخبر شویم. یکی از بهترین موقعیت‌ها برای این مشاهدات، سامانه‌ی تازه کشف شده‌ی TRAPPIST-1 است. ویژگی‌های ابتدایی که از این مجموعه کشف شده است، احتمال زندگی در سامانه TRAPPIST-1 را بسیار بالا می‌برد.

ستاره‌ی مربوط به این سامانه بسیار کوچک‌تر از خورشید ماست. در واقع این ستاره به اندازه‌ای کوچک است که توانایی حرارتی و روشنایی آن در مقایسه با خورشید ما به هیچ وجه قابل قیاس نیست. اما با این حال نزدیک بودن سیارات در حال گردش به دور آن، شرایط ایده آلی را فراهم نموده‌اند. در واقع فاصله‌ی این سیارات با ستاره‌ی TRAPPIST-1 به گونه‌ای است که وضعیت گرما و روشنایی آنان را تأمین کرده و پتانسیل جاری بودن آب مایع در سطج سیارات را افزایش می‌دهد.

نکته‌ی کلیدی درباره منظومه TRAPPIST-1 این است که تعداد 7 سیاره با شباهت‌های نسبی به سیاره‌ی زمین وجود دارد. از میان آن‌ها، تعداد 3 سیاره با دمای نه بسیار گرم و نه بسیار سرد، شانس زندگی و شکل گیری حیات را دارا هستند. در واقع نزدیک شدن بیش از اندازه به ستاره‌ی TRAPPIST-1، باعث گرمای بیش از حد و دور از شدن از آن، موجب سرمای بسیار زیاد می‌گردد. از این رو سیارات میانی، شرایطی مناسب‌تری را برای پذیرایی از زندگی در سامانه TRAPPIST-1 دارا هستند.

سامانه‌ی TRAPPIST-1، تعداد سه سیاره را در منطقه قابل سکونت داراست. در منظومه‌ی شمسی ما، سیاراتی که در کمربند حیات قرار دارند شامل زمین و مریخ هستند. اما مریخ به دلیل کوچک بودن، اتمسفر خود را از دست می‌دهد. این بدان معناست که مریخ در نگهداری گازهای گلخانه‌ای جو ناتوان است؛ گازهای گلخانه‌ای جو یکی از مهم‌ترین عوامل گرم شدن یک سیاره است. از این رو با وجود آنکه زمین و مریخ هردو در کمربند حیات در منظومه‌ی شمسی قرار دارند، فقط سیاره‌ی زمین است که از حیات پشتیبانی می‌کند. اما در مورد سامانه‌ی TRAPPIST-1 شرایط فرق دارد؛ چرا که تمامی سیارات قرار گرفته در کمربند حیات، توانایی نگهداری گازهای گلخانه‌ای جو را دارا هستند.

اما خبرهای بدی هم در راه است! TRAPPIST-1 یک ستاره‌ی بسیار کم نور است. روشنایی این ستاره در برابر خورشید تنها 5 درصد بوده اما به شکل شگفت آوری فعال است، این بدان معناست که طوفان و فوران‌هایی که در این ستاره روی می‌دهند، باعث تابش اشعه‌های مضر UV و بادهای خورشیدی به نزدیک‌ترین سیارات شده و در نتیجه‌ی این رویداد، بخشی از اتمسفر این سیارات توسط ستاره‌ی مادر جذب می‌گردد.

Jack O’Malley-James در این باره می‌گوید:

وقتی صحبت از شرایط زندگی در سیارات این مجموعه می‌شود، همه‌ی ما سعی می‌کنیم بفهمیم که محیط‌های محتمل برای زندگی در این سیارات به چه شکلی هستند؟ ما می‌دانیم که این سیاره‌ها، در معرض تابش اشعه‌های مضر UV هستند، این اشعه‌ها در منظومه‌ی خورشیدیِ ما توسط زمین اخطار می‌شوند. در واقع حیواناتی که در سراسر کره زمین می‌بینیم، با این نوع اشعه سازگاری ندارند و این زمین است که آنان را از آسیب دیدن در برابر این نوع اشعه محافظت می‌کند.

به منظور اینکه از وضعیت زندگی در سامانه TRAPPIST-1 مطلع شویم، لازم است که شرایط زندگی در موقعیت‌های سخت در سیاره‌ی زمین را در نظر بگیریم. برای مثال اکستریموفیل‌ها، گونه‌ای از میکروب‌ها هستند که در شرایط خشن فیزیکی و شیمیایی قادر به حیات هستند. در واقع این میکروب‌ها همچون خرس‌های آبی می‌توانند در موقعیت‌های مختلف زنده بمانند. برای مثال حتی اگر این میکروب‌ها در معرض تابش شدیدترین نوع اشعه‌ UV قرار داشته باشند، باز هم موفق به زنده ماندن می‌شوند.

احتمال زندگی در سامانه TRAPPIST-1 ، به اشکالی گوناگون امکان‌پذیر است!

Lisa Kaltenegger در ادامه تفاوت درک ما، با احتمال شکل‌گیری حیات در شرایط بسیار سخت را با ذکر مثالی توضیح داد. از آنجا که دیدگاه ما از حیات و زندگی، محدود به وجود آب، اکسیژن و آب و هوای بسیار مناسب است، ممکن است نتوانیم گونه‌هایی دیگر از حیات را که در شرایطی بسیار سخت‌تر شکل می‌گیرند را درک کنیم. چرا که ممکن است حیات در سامانه TRAPPIST-1 بسیار متفاوت بازی چیزی باشد که تاکنون آن را تصور می‌کرده ایم. او در این بار ظهار داشته است:

نکته جالبی که در این زمینه به آن دست پیدا می‌کنیم این است که زندگی حتی در سخت‌ترین شرایط نیز می‌تواند وجود داشته باشد. همانطور که پیش‌تر گونه‌هایی از حیات را در اعماق اقیانوس‌ها و یا شن‌زارهای بیابانی دیده‌ایم! بنابراین امکان حیات در مکان‌هایی که تصور آن برای ما یا شما سخت است نیز همچنان می‌تواند وجود داشته باشد.

Jack O’Malley-James در ادامه نیز اضافه کرد:

ما توسط شکلی خاص از حیات که آن را می‌شناسیم محدود شده‌ایم. اما هر ساله چیزهایی جدیدی را پیرامون این موضوع یاد می‌گیریم که به ما ثابت می‌کند که امکان شکل گیری حیات حتی در سخت‌ترین شرایط نیز وجود دارد. تمام کاری که باید در مورد سیارات سامانه‌ی TRAPPIST-1 انجام شود، پیش‌بینی منطقه در معرض UV و وضعیت اتمسفر آنان است.

اگر سیاره‌ای دارای اتمسفری مشابه با زمین همراه با لایه‌ی ازن باشد، در این صورت اتمسفر سیاره قادر است اشعه‌ی مضر UV را از رسیدن به سطح سیاره اخطار کند. در چنین شرایطی گونه‌هایی از حیات که در سطح این سیارات یافت می‌شوند، برای ما بسیار آشنا خواهند بود. اما از آنجا که ستاره‌ی سامانه‌ی TRAPPIST-1 دارای فعالیت‌های بسیاری‌ست، این احتمال وجود دارد که اتمسفر این سیاره‌ها فرسوده شده باشد. در چنین حالتی ما با نمونه‌ای از لایه‌های ازن با ضخامت بسیار کمتر طرف هستیم که در نتیجه‌ی آن، مقدار اشعه‌ی UV بسیار بیشتری به سطح سیاره‌ها خواهد رسید.

این مورد بسیار مهم است، چرا که ما باید تفاوت تابش اشعه UV در سیاره‌های مختلف غیر زمینی را در هنگام تصور وضعیت زندگی در آن‌ها درک کنیم. اگر مقدار اکسیژن کافی برای تشکیل لایه‌ی ازن وجود نداشته باشد، در این حالت مقدار تابش اشعه‌ی UV در بیشترین مقدار خود خواهد بود.

شما می‌توانید با زندگی در زیر زمین یا زیر آب، خودتان را از چنین شرایط سختی محافظت کنید. اما مشکل اینجاست که اگر هم اکنون،‌ زندگی در سامانه TRAPPIST-1 در زیر سطح این سیاره در جریان باشد، امکان تشخیص و پیش‌بینی در مورد آن بسیار بسیار سخت خواهد بود.

Lisa Kaltenegger در ادامه با مثالی جالب در مورد مرجان‌ها، شکلی جالب توجه از محافظت در برابر تابش اشعه UV را به تصویر می‌کشد:

بیایید بر روی سیاره‌ی زمین، واکنش‌ها در برابر تابش اشعه UV را بررسی کنیم! گونه‌ای از مرجان‌ها وجود دارند که وقتی در معرض تابش اشعه UV قرار می‌گیرند شروع به درخشش می‌کنند. این دسته از مرجان‌ها با جلبک‌هایی زندگی می‌کنند که قادر به محافظت از آنان، در برابر تابش‌های UV هستند. اگر با همین منطق به سبک زندگی نگاه کنید، ممکن است برای زندگی در سامانه TRAPPIST-1 نیز یک جایگزین را در ذهن خود ترسیم کنید. چرا که زندگی همیشه آنطور که ذهن ما به آن محدود است شکل نمی‌گیرد!

اقیانوسی را تصور کنید که موجودات زنده از انواع مخلف، در جای جای آن حضور دارند. زمانی که اشعه‌ی UV به آن تابیده می‌شود، مرجان‌های مذکور شروع به تابش رنگ‌هایی نظیر قرمز، آبی یا سبز خواهند کرد که این رنگ به فرکانس اشعه UV تابشی و نوع زیست کره‌‌ی آن بستگی دارد. این رنگ‌ها می‌توانند یک راه‌حل تشخیص بسیار مناسب، برای نسل آینده‌ تلسکوپ‌های ما باشند.

اما اگر شرایط را تا این اندازه سخت نکنیم، ممکن است حداقل یکی از سیاره‌های این مجموعه، دارای شرایطی مناسب برای شکل‌گیری حیات در سطح این سیاره باشند. از این رو زندگی در سامانه TRAPPIST-1 بسیار محتمل خواهد بود! تصور کنید که در یکی از سیاره‌های این سامانه قرار دارید! زمانی که به آسمان نگاه می‌کنید، اندازه‌ی سیاره‌های همسایه از اندازه‌ی قمر زمین بزرگ تر هستند. در چنین شرایطی شما می‌توانید یک مجموعه‌ی فوق العاده جذاب از سیاراتی نزدیک به خود را در آسمان شب تماشا کنید!