في البحث عن حياة خارج الأرض ، يميل العلماء إلى اتخاذ ما يعرف باسم "نهج الفاكهة المنخفضة المعلقة". ويتكون هذا من البحث عن ظروف مشابهة لما نشهده هنا على الأرض ، والتي تشمل الأكسجين والجزيئات العضوية والكثير من الماء السائل. ومن المثير للاهتمام أن بعض الأماكن التي توجد فيها هذه المكونات بكثرة تشمل الديكورات الداخلية للأقمار الجليدية مثل Europa و Ganymede و Enceladus و Titan.
بينما يوجد كوكب أرضي واحد فقط في نظامنا الشمسي قادر على دعم الحياة (الأرض) ، هناك العديد من "عوالم المحيطات" مثل هذه الأقمار. بالمضي قدمًا في هذه الخطوة ، أجرى فريق من الباحثين من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) دراسة أظهرت كيف أن الأقمار الجليدية التي يمكن أن تكون صالحة للسكن مع المحيطات الداخلية أكثر احتمالًا بكثير من الكواكب الأرضية في الكون.
تم إجراء الدراسة التي تحمل عنوان "Exurife Exolife" من قبل ماناسفي لينغام وأبراهام لوب من مركز هارفارد سميثسونين للفيزياء الفلكية (CfA) ومعهد النظرية والحساب (ITC) في جامعة هارفارد. من أجل دراستهم ، ينظر المؤلفون في كل ما يحدد المنطقة الصالحة للسكن حول النجوم (المعروفة أيضًا باسم "منطقة المعتدل") واحتمال وجود حياة داخل الأقمار مع المحيطات الداخلية.
للبدء ، يعالج لينغام ولوب الميل إلى الخلط بين المناطق الصالحة للسكن (HZs) والسكنية ، أو التعامل مع المفهومين على أنهما قابلان للتبادل. على سبيل المثال ، الكواكب الموجودة داخل HZ ليست بالضرورة قادرة على دعم الحياة - في هذا الصدد ، يعد كوكب المريخ والزهرة أمثلة مثالية. في حين أن كوكب المريخ شديد البرودة وجو رقيق للغاية بحيث لا يدعم الحياة ، فقد عانى كوكب الزهرة من تأثير الاحتباس الحراري الجامح الذي جعله يصبح مكانًا جهنميًا حارًا.
من ناحية أخرى ، تم العثور على أجسام تقع خارج HZs قادرة على الحصول على الماء السائل والمكونات الضرورية لإحياء الحياة. في هذه الحالة ، تعد أقمار أوروبا ، جانيميد ، إنسيلادوس ، ديون ، تيتان ، والعديد من الأمثلة الأخرى أمثلة مثالية. بفضل انتشار الماء والتدفئة الحرارية الأرضية الناجم عن قوى المد والجزر ، تحتوي هذه الأقمار على محيطات داخلية يمكن أن تدعم الحياة بشكل جيد للغاية.
وكما قال Lingam ، باحث ما بعد الدكتوراه في ITC و CfA والمؤلف الرئيسي في الدراسة ، لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"الفكرة التقليدية عن قابلية السكن على كوكب الأرض هي المنطقة الصالحة للسكن (HZ) ، أي المفهوم القائل بأنه يجب وضع" الكوكب "على مسافة مناسبة من النجم بحيث يمكن أن يكون لديه ماء سائل على سطحه. ومع ذلك ، يفترض هذا التعريف أن الحياة هي: (أ) على سطح ، (ب) على كوكب يدور حول نجم ، و (ج) على أساس الماء السائل (كمذيب) ومركبات الكربون. في المقابل ، يريح عملنا الافتراضين (أ) و (ب) ، على الرغم من أننا ما زلنا نحتفظ (ج) ".
على هذا النحو ، وسع Lingam و Loeb نظرهما في قابلية السكن ليشمل عوالم يمكن أن تحتوي على طبقات بيولوجية تحت السطح. هذه البيئات تتجاوز الأقمار الجليدية مثل يوروبا وإنسيلادوس ويمكن أن تشمل العديد من الأنواع الأخرى البيئات الجوفية العميقة. علاوة على ذلك ، تم التكهن أيضًا بأن الحياة يمكن أن توجد في بحيرات الميثان في تيتان (أي كائنات الميثان المنشأ). ومع ذلك ، اختار Lingam و Loeb التركيز على الأقمار الجليدية بدلاً من ذلك.
"على الرغم من اعتبارنا الحياة في المحيطات تحت السطحية تحت مظاريف الجليد / الصخور ، يمكن أن توجد الحياة أيضًا في الصخور المائية (أي بالماء) تحت السطح ؛ قال Lingam في بعض الأحيان يشار إلى هذا الأخير باسم الحياة تحت الأرض. "لم نتعمق في الاحتمال الثاني لأن العديد من الاستنتاجات (وليس كلها) للمحيطات تحت سطح الأرض تنطبق أيضًا على هذه العوالم. وبالمثل ، كما ذكر أعلاه ، فإننا لا نعتبر أشكال الحياة القائمة على كيمياء ومذيبات غريبة ، لأنه ليس من السهل التنبؤ بخصائصها ".
في النهاية ، اختار Lingam و Loeb التركيز على عوالم قد تدور حول النجوم ومن المحتمل أن تحتوي على حياة تحت سطح الأرض يمكن للإنسانية التعرف عليها. ثم قاموا بتقييم احتمال أن تكون هذه الأجسام صالحة للسكن ، وما هي المزايا والتحديات التي ستواجهها الحياة في هذه البيئات ، واحتمال وجود مثل هذه العوالم خارج نظامنا الشمسي (مقارنة بالكواكب الأرضية التي يمكن أن تكون صالحة للسكن).
بالنسبة للمبتدئين ، تتمتع "عوالم المحيطات" بالعديد من المزايا عندما يتعلق الأمر بدعم الحياة. داخل نظام جوفيان (إشعاع المشتري وأقماره) ، يمثل إشعاعًا كبيرًا ، وهو ناتج عن انحشار الجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي القوي لعمالقة الغاز. بين ذلك وبين الأجواء الهشة للقمر ، ستواجه الحياة صعوبة كبيرة في البقاء على السطح ، لكن الحياة تحت الجليد ستحقق نتائج أفضل بكثير.
قال لينغام: "إن إحدى الميزات الرئيسية التي تتمتع بها العوالم الجليدية هي أن المحيطات تحت السطحية يتم عزلها في الغالب عن السطح". "وبالتالي ، من غير المحتمل أن تؤثر الأشعة فوق البنفسجية والأشعة الكونية (الجسيمات النشطة) ، التي عادة ما تضر بالحياة السطحية بجرعات عالية ، على الحياة المفترضة في هذه المحيطات تحت السطحية".
وتابع: "على الجانب السلبي ، فإن غياب ضوء الشمس كمصدر طاقة وافر يمكن أن يؤدي إلى محيط حيوي يحتوي على كائنات أقل بكثير (لكل وحدة حجم) من الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، من المرجح أن تكون معظم الكائنات الحية في هذه البيئات الحيوية ميكروبية ، وقد يكون احتمال تطور الحياة المعقدة منخفضًا مقارنة بالأرض. قضية أخرى هي إمكانية توافر المغذيات (مثل الفوسفور) اللازمة للحياة ؛ نقترح أن هذه العناصر الغذائية قد تكون متاحة فقط بتركيزات أقل من الأرض على هذه العوالم. "
في النهاية ، قرر لينغام ولويب أن مجموعة واسعة من العوالم ذات القذائف الجليدية ذات سمك معتدل قد توجد في مجموعة واسعة من الموائل في جميع أنحاء الكون. استنادًا إلى مدى احتمالية إحصائية مثل هذه العوالم ، استنتجوا أن "عوالم المحيطات" مثل يوروبا وإنسيلادوس وغيرها مثلهم أكثر شيوعًا بحوالي 1000 مرة من الكواكب الصخرية الموجودة داخل مناطق HZs من النجوم.
هذه النتائج لها بعض الآثار الصارمة للبحث عن حياة خارج الأرض وخارج الطاقة الشمسية. كما أن له تأثيرات مهمة على كيفية توزيع الحياة من خلال الكون. كما لخص لينجام:
"نستنتج أن الحياة في هذه العوالم ستواجه بلا شك تحديات جديرة بالملاحظة. ومع ذلك ، من ناحية أخرى ، لا يوجد عامل نهائي يمنع الحياة (وخاصة الحياة الميكروبية) من التطور على هذه الكواكب والأقمار. من حيث الانزعاج ، نظرنا في إمكانية أن يتم التقاط كوكب عائم حر يحتوي على exolife تحت سطح الأرض مؤقتًا بواسطة نجم ، وربما أنه قد يزرع الكواكب الأخرى (التي تدور حول هذا النجم) بالحياة. نظرًا لوجود العديد من المتغيرات ، لا يمكن تحديدها جميعًا بدقة. "
أضاف البروفيسور ليوب - أستاذ فرانك بي بيرد جونيور ، أستاذ العلوم في جامعة هارفارد ، ومدير مركز التجارة الدولية ، والمؤلف المشارك للدراسة - أن العثور على أمثلة من هذه الحياة يمثل حصتها الخاصة من التحديات. كما قال لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"من الصعب للغاية اكتشاف الحياة تحت السطح عن بعد (من مسافة كبيرة) باستخدام التلسكوبات. يمكن للمرء أن يبحث عن الحرارة الزائدة ولكن يمكن أن ينتج عن مصادر طبيعية ، مثل البراكين. الطريقة الأكثر موثوقية للعثور على الحياة تحت السطح هي الهبوط على مثل هذا الكوكب أو القمر والحفر من خلال الغطاء الجليدي السطحي. هذا هو النهج المتوخى لبعثة ناسا المستقبلية إلى أوروبا في النظام الشمسي. "
من خلال استكشاف الآثار المترتبة على الانزعاج أكثر من ذلك ، نظر Lingam و Loeb أيضًا في ما قد يحدث إذا تم طرد كوكب مثل الأرض من النظام الشمسي. كما لاحظوا في دراستهم ، أشارت الأبحاث السابقة إلى أن الكواكب ذات الأجواء السميكة أو المحيطات تحت السطح يمكن أن تدعم الحياة أثناء الطفو في الفضاء بين النجوم. كما أوضح لوب ، فكروا أيضًا في ما سيحدث إذا حدث هذا مع الأرض يومًا ما:
"إن السؤال المثير للاهتمام هو ما الذي سيحدث للأرض إذا تم طردها من النظام الشمسي إلى الفضاء البارد دون أن تدفئها الشمس. لقد وجدنا أن المحيطات ستتجمد إلى عمق 4.4 كيلومترات ، لكن جيوبًا من الماء السائل ستبقى في أعمق مناطق محيط الأرض ، مثل خندق ماريانا ، ويمكن أن تعيش الحياة في هذه البحيرات تحت سطح الأرض المتبقية. هذا يعني أنه يمكن نقل الحياة تحت السطح بين أنظمة الكواكب ".
تعمل هذه الدراسة أيضًا بمثابة تذكير بأنه بينما تستكشف البشرية المزيد من النظام الشمسي (إلى حد كبير من أجل العثور على حياة خارج الأرض) فإن ما نجده له أيضًا آثار في البحث عن الحياة في بقية الكون. هذه إحدى فوائد مقاربة "الثمار المنخفضة". ما لا نعرفه تم إبلاغه ولكن ما نقوم به وما وجدناه يساعد في إعلام توقعاتنا بما قد نجده أيضًا.
وبالطبع ، إنه عالم شاسع جدًا. ما قد نجده من المحتمل أن يتجاوز بكثير ما نحن قادرون على التعرف عليه حاليًا!
