هل علينا أن نتحمس لمؤشرات الحياة خارج الكوكب؟

ترجمة - أحمد شافعي

اكتشاف جزيء غريب لا نستطيع أن نتصور أنه تم صنعه بواسطة أي شيء آخر غير حضارة متقدمة تقنيا قد يكون الدليل!

«لا تتحمسوا». هكذا قالت سارة سيجر حين تحدثت عن المؤشرات الإيجابية الدالة على الحياة التي رصدتها عبر مراقبتها لأجواء عوالم أخرى. وتأتي كلماتها هذه لتعادل باتزانها جموح عناوين أخرى.

بالطبع لا يمكن لمشاهدة إشارة على وجود حياة خارج الأرض أن تكون أمرًا رتيبا. بل إن من شأنها، على العكس من ذلك، أن تكون أمرا ذا شأن. ونظرا لأننا لم نر غير شذرة ضئيلة من مليارات كثيرة من الكواكب التي يفترض وجودها في مجرتنا، فذلك يعني ضمنيا أن الحياة وفيرة في الكون.

وفي هذا تفسير للضجيج المستمر حول قصص «العلامات الحيوية» التي شوهدت في عوالم أخرى، والفضل الأساسي في ذلك يرجع إلى تليسكوب جيمس ويب الفضائي. ففي سبتمبر الماضي وحده، اكتشف ذلك التليسكوب وجود ثاني أكسيد الكربون على قمر أوروبا المتجمد التابع للمشتري ويبدو أن ذلك الغاز صادر عن محيط مختف في ذلك الكوكب يحتمل أن يكون ملائما للحياة، ويحتمل أيضا أن يكون قد اكتشف ثنائي ميثيل الكبريتيد على كوكب (كيه 2-18 بي) الواقع خارج المجموعة الشمسية، وهذا مركَّب لا تنتجه على الأرض إلا الكائنات الحية. جاء تناول هيئة الإذاعة البريطانية للخبر تحت عنوان «علامة محيرة على وجود حياة محتملة في عالم بعيد».

لكن سارة سيجر، عالمة الأحياء الفضائية في معهد مساتشوستس للتكنولوجيا، تدعو إلى الحذر لسبب وجيه هو أنه فيما يتعلق بالدليل على وجود حياة خارج كوكب الأرض لا يكون الاستكشاف البعيد للجزيئات حاسما. فحتى في حال ثبوت جدارة الاستكشاف بالثقة -وهو احتمال يصعب القطع به- فقد توجد تفسيرات غير حيوية مقنعة لوجود عنصر كيميائي.

فمن أجل فهم هذه النتائج، وضبط حماسنا لاحتمالات وعدها بوجود كائنات فضائية، من المفيد أن نستوعب الوعود والمزالق للعلامات الحيوية التي نبحث عنها، وأن نتساءل عما لو أن بوسعها أن تمدنا بدليل قاطع على وجود حياة.

وعندما يتكلم علماء الأحياء الفلكية عن علامات حيوية في الأغلفة الجوية، فإنهم يشيرون إلى جزيئات معروفة بارتباطها بالحياة على كوكب الأرض ويمكن أن نرصدها من بعيد. ونحن نفعل ذلك من خلال النظر إلى مدى كثافة الضوء الصادر عن نجم مضيف عند أطوال موجية تتغير بتحرك الكوكب حيثما يتم امتصاص بعض الضوء من خلال الغلاف الجوي للكوكب. والأنواع المختلفة من الجزيئات تمتص الضوء عند أطوال موجية متمايزة، وبالتالي حينما نرى أن كثافة ضوء نجمي تتقلص عند أطوال موجية معينة خلال العبور، فهذا يشير إلى وجود عنصر كيميائي معين.

ونحن الآن أفضل تجهيزا لهذا البحث من ذي قبل. فالأمر لا يقتصر على أن قوة تلسكوب جيمس ويب الفضائي على تحليل الأطياف قد عززت كثيرا من قدرتنا على سبر أغوار كيمياء العوالم البعيدة عن نظامنا الشمسي، ولكن لدينا أيضا أماكن أكثر للبحث عن هذه الكواكب الواقعة خارج مجموعتنا الشمسية. هناك حاليا أكثر من خمسة آلاف وخمسمائة من العوالم المؤكدة، مع نطاق من أنواع الكواكب أكثر تنوعا من نظامنا الشمسي، فضلا عن أن بعض أكثر الكواكب ملاءمة للحياة -أي الكواكب التي تقع أحجامها بين الأرض ونبتون وذات الأنوية الصخرية والمحيطات الكوكبية الواقعة أسفل أغلفة جوية غنية بالهيدروجين والمعروفة بعوالم هيسيان- هي من أسهل الكواكب في الدراسة.

أما عن الجزيئات التي نرغب في رؤيتها فقد اقتصر الأمر لفترة طويلة على ما يتعلق بالمياه؛ إذ تبنَّى برنامج ناسا للأحياء الفضائية شعارًا غير رسمي هو «ابحثوا عن الماء». ونحن نعلم أن سائل الماء أساسي للحياة على الأرض، فكانت الفكرة هي أننا يجب أن نبحث عن عوالم على سطحها ماء. وأدى هذا إلى نشوء فكرة «المنطقة الصالحة للسكنى» حول نجم وفي هذه المنطقة تقع أفلاك كواكب على مسافات مناسبة لاحتمال وجود مياه بهذا الشكل.

ولكن هذا لا يصل بنا إلى بعيد. تقول سارة هورست، عالمة الكواكب في جامعة جون هوبكنز في ميريلاند «إننا نفترض أن الحياة تستوجب سائلا، وثمة أسباب كثيرة تجعل الماء أفضل الخيارات، لكن الماء ما هو إلا أكثر الجزيئات وفرة في كوننا». فلا يكون وجوده -بصفة عامة- خارج الأرض مفاجئا أو مؤشرا بديهيا على وجود حياة. إلا أن رؤيته في الأغلفة الجوية لكواكب صخرية صغيرة أمر مختلف كما تقول سيجر؛ لأن جزيئات المياه في الأغلفة الجوية تنقسم بفعل الضوء ما فوق البنفسجي الصادر عن النجم الأم، فلا تستمر في الغلاف الجوي للكوكب الصخري إلا إذا تجددت باستمرار من خلال مصدر على سطح الكوكب نفسه، من قبيل المحيطات. ومن هنا فإن البحث عن المياه في الكواكب الواقعة خارج المجموعة الشمسية قد يضيِّق خيارات البحث عن كثب، لكنه في ذاته لا يرقى إلى العلامة الحيوية الجديرة بالثقة.

غازات مألوفة

طالما اعتُبر الأكسجين أيضا من العلامات المحتملة لوجود حياة؛ فبوصفه عنصرًا شديد التفاعل، فإنه لا يوجد بكميات ضخمة في غلاف جوي إلا بوجود مصدر دائم لتجديده. وهذا يحدث في الغالب، على كوكب الأرض، من خلال التمثيل الضوئي لدى النباتات والبكتيريا؛ أي بسبب الحياة، وهو ما يفسّر تفضيل علماء الأحياء الفلكية للبحث عن هذا الغاز على مدى عقود حسبما تقول سيجر. لكنها تضيف أن ذلك أدّى إلى ظهور تفسيرات لكيفية إنتاجه من خلال عمليات جيولوجية أو كيميائية ضوئية أو غيرها من العمليات غير الحيوية.

وهناك أيضا ثاني أكسيد الكربون الذي لا يصعب تفسيره بطرق غير حيوية؛ فالبراكين على كوكب الأرض تطلقه بغزارة، لكن الاهتمام باستكشاف هذا الجزيء أكثر ارتباطًا بإثبات وجود كربون يمكن أن تصنع منه جزيئات عضوية معقدة -وربما في نهاية المطاف كائنات حية كالتي تعتمد على الكربون على الأرض. ولهذا فإن رؤية ثاني أكسيد الكربون وهو يتدفق من المحيط المائي دون الجليدي في قمر أوروبا أمر مثير للاهتمام. فليس من المعتقد أن تكون هذه المادة الكيميائية مستقرة على سطح قمر المشتري، لذا يجب أن يكون مصدرها حديثًا نسبيًا.

ويمكن العثور على بصمة حيوية أكثر معقولية في مجموعة من الغازات المألوفة في عوالم أخرى؛ فالأكسجين والميثان، على سبيل المثال، لن يتعايشا في جو به حالة توازن كيميائي -حيث يتفاعلان لإنتاج مواد أخرى- ولكنهما يوجدان فقط عندما تكون هناك عملية ما، مثل الحياة، لتستمر في رفع مستوياتهما للحفاظ على ما يسمّيه الباحثون حالة عدم التوازن. يقول نيكو مادهوسودان، عالم الفلك في جامعة كامبريدج: «إذا رأيت الأكسجين والميثان معًا، فقد كان يعتقد أن هذه علامة جيدة جدًا». المشكلة هي أن كل غلاف جوي يكون غير متوازن إلى حد ما، كما تقول هورست؛ لأن النجم الأم يضخ الطاقة فيه باستمرار. ستحتاج إلى رؤية كوكب يفتقر كثيرًا إلى التوازن، كما هو حال الأرض، حتى تشعر بالإثارة.

ومع ذلك، في حال إضافة المزيد من الجزيئات إلى المزيج، فإن احتمال أن تكون هذه الجزيئات قد أنشئت من خلال الحياة يصبح أقوى. فإذا اكتشفنا الأكسجين والميثان وأكسيد النيتروز على كوكب صخري، على سبيل المثال، «سيكون من الصعب القول بأن ذلك ليس ناجما عن حياة»، كما يقول مادهوسودان؛ وذلك «لأن تخليق الثلاثة بنسب متماثلة كما هو الحال على الأرض أمر شديد الصعوبة [بأي طريقة أخرى]».

لم يجد أحد خليطا كهذا حتى الآن. لكن نوعا آخر مماثلا في الدلالة من البصمات الحيوية قد يأتي من غازات أخرى غير شائعة: أي من جزيئات لا يمكن أن تنشأ -على حد علمنا على الأرض- عن طريق أي شيء آخر غير الحياة.

أحد هذه الجزيئات هو ثنائي ميثيل الكبريتيد، الذي ينطلق في الهواء على كوكبنا كمنتج ثانوي للتفاعلات الأيضية لبعض العوالق. ومن هنا كانت الإثارة المحيطة بإعلان مادهوسودان وزملائه أخيرا عن اكتشافه في الغلاف الجوي لكوكب (كيه 2-18 بي) الواقع خارج المجموعة الشمسية على بعد قرابة 124 سنة ضوئية في كوكبة ليو Leo.

تقول سيجر إنه في حال التحقق من هذا الاكتشاف، فإنه سيكون بمثابة تلميح مثير على وجود حياة: «في الوقت الحالي، سيكون من الصعب تفسير وجود ثنائي ميثيل الكبريتيد بأي طريقة أخرى». ومع ذلك، فإن أي إثارة من هذا القبيل ستكون سابقة لأوانها في هذه المرحلة؛ لأن الاكتشاف لا يزال غير نهائي إلى حد كبير. وأكدت سيجر أن السؤال الأول الذي يجب طرحه حول اكتشافات البصمات الحيوية ليس «هل هذه حياة؟» وإنما «هل هي حقيقية؟».

ومحاولة استكشاف هذه المواد الكيميائية أمر معقد، خاصة بالنسبة للكواكب الدائرة حول نجوم قزمة حمراء من قبيل كوكب (كيه 2-18 بي). ولأنها أقل سطوعًا من شمسنا، فمن السهل رؤية الانخفاضات في السطوع بسبب مرور الكواكب أمامها، ولهذا السبب تكون هذه النجوم أماكن مفضلة للبحث عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية. لكن سيجر تقول إن النجوم القزمية الحمراء تميل أيضا إلى أن تكون ذات بقع سطحية متغيرة مثل البقع الشمسية التي تعقد طيف ضوء النجوم حتى قبل أخذ الغلاف الجوي للعوالم العابرة في الاعتبار. علاوة على ذلك، فإن هذه النجوم معرّضة للتوهجات الشمسية التي تهدد بإحراق كواكبها، مما يقلل من احتمالات الحياة.

والبحث عن البصمات الحيوية في الأنظمة القزمية الحمراء يشبه إلى حد كبير طرفة البحث عن مفاتيح السيارة المفقودة تحت مصباح الشارع: فنحن لا نبحث في المكان الذي يحتمل أن نعثر فيه على المفاتيح، ولكن في المكان الذي يمكننا البحث فيه.

ومع ذلك، فإن مادهوسودان واثق من أن شيئًا ما سيحدث على أي حال. يقول: «بناء على ما أعرفه، سوف أندهش كثيرا إذا لم نكتشف أحد هذه الجزيئات ذات الثقة العالية في عوالم هيسيان خلال السنوات الخمس المقبلة».

فهل سيعني هذا أننا وجدنا الحياة؟ يقول إن «هذا ليس واضحا». ففي العوالم الأخرى، لا يمكننا أن نكون على يقين من أنه حتى الجزيئات من قبيل ثنائي ميثيل الكبريتيد لا يمكن أن تتولد من شيء آخر غير الحياة. إذ تقول هورست إن «محض نشأتها بيولوجيا فقط على كوكب الأرض لا يعني أن هذه هي الطريقة الوحيدة لنشأتها. من الصعب حقا القيام بهذا العمل دون أن تكون الأرض هي المرجعية». لكن المشكلة هي أننا لا نعرف -وقد لا نعرف أبدا- ما يكفي عن بيئة كوكب (كيه 2-18 بي) بحيث نستبعد جميع الاحتمالات الأخرى. فهل هناك براكين؟ وهل هناك محيط؟ وهل حدث تأثير لمذنب حديث على السطح؟ «الأمر ببساطة» كما تقول هورست «هو أننا لا نملك كل المعلومات التي نحتاج إليها لنتمكن من نمذجة الكيمياء في أجواء الكواكب الواقعة خارج المجموعة الشمسية».

المجهولات المعلومة

تؤيد عالمة الكواكب الأمريكية كارولين بوركو، التي قادت فريق التصوير في مهمة كاسيني إلى زحل، هذه الملاحظة التحذيرية. «بالنسبة لجميع المركبات التي تم العثور عليها حتى الآن في أماكن أخرى -بدءًا بالبسيطة جدا من قبيل الأكسجين والميثان وثاني أكسيد الكربون إلى المركبات الأكثر تعقيدًا، مثل الأحماض الأمينية [التي عثر عليها في بعض النيازك]ـ لا يمكن للمرء إلا أن يقول إن هذه الجزيئات موجودة أيضا في كوكبنا». ونتيجة لذلك كما تقول فإن «أمام الباحثين في الكواكب الواقعة خارج المجموعة الشمسية مهمة مستحيلة لو أنهم راغبون في اكتشاف الحياة على كواكب يتعذر الوصول إليها؛ لأنني أعتقد أنهم لن يعرفوا أبدا ما يكفي عن البيئة الكيميائية ليكونوا واثقين من اكتشاف أدلة على الحياة من خلال التعرف على المركبات».

توضح تجربة هيرست مع قمر تيتان التابع لزحل كيف يمكن لنقص المعلومات السياقية أن يحرف العلم عن مساره. على مدار عدة عقود، حار علماء الكواكب في أمرهم بشأن احتواء القمر تيتان على الكثير من غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون في غلافه الجوي بنسب لا تبدو منطقية. رأى البعض أنه يمكن وضعها هناك من خلال عمليات حياة. تقول: إن «المعلومة التي كنا نفتقدها هي أن إنسيلادوس (قمر آخر تابع لزحل) يطلق الماء إلى نظام زحل، وبعض ذلك الماء يصل إلى غلاف تيتان الجوي، فيتحول إلى أول أكسيد الكربون». تقول هورست: إن «مجتمع دارسي النظام الشمسي ظل لسنوات يحاول تحذير مجتمع دارسي الكواكب الواقعة خارج المجموعة الشمسية من أن لدينا تاريخا في النظام الشمسي نفسه من سوء فهم الأشياء بشكل كبير، فلم ينقض غير ستين عامًا فقط منذ أن كنا نكتب بحوثا عن غابات كوكب الزهرة!».

قد يبدو أن كل ذلك يشير إلى أن البحث عن البصمات الحيوية الجزيئية في أجواء الكواكب البعيدة أشبه بمهمة حمقاء أو أنه على الأقل ليس أفضل الطرق للعثور على الحياة خارج الأرض. تقول هورست: «إنني أستبعد كثيرا أن نجد دليلا قاطعا على وجود حياة خارج النظام الشمسي باستخدام بيانات الاستشعار عن بعد [من قبيل أطياف الغلاف الجوي]». وفي هذه الحالة، باستثناء هبوط مركبة فضائية روبوتية فعليا على مكان مثل قمر أوروبا ورؤية الكائنات الحية الدقيقة في المحيطات العالمية المالحة تحت قشرة القمر الجليدية، فإن الأدلة على وجود الحياة في مكان آخر ستظل غير نهائية لسنوات قادمة.

لكن علماء الأحياء الفلكية لم يتخلوا عن فكرة إمكانية وجود بصمات حيوية محددة في الأغلفة الجوية. فالبعض يرى أن بوسعنا استخدام الذكاء الاصطناعي للبحث عن «علامات الحياة» المميزة في مخاليط معقدة من الجزيئات. في حين يعتقد آخرون أن قياس «التعقيد الجزيئي» يمكن أن يفي بالغرض، على أساس أن العمليات الحياتية فقط هي القادرة على إنتاج مثل هذا التعقيد فوق عتبة معينة. وهذه الفكرة تقوم على مبدأ أوسع يسمى نظرية التجميع وتعتقد بوركو أنها واعدة بشكل خاص، إذ تقول: إن «الفكرة تحتاج إلى اختبار خطواتها، ويجري فحصها الآن في مجتمع علم الكواكب. وقد يواجه الأمر حاجزا في المستقبل، لكن الآن، لو كنت الشخص الذي يقبل بالرهان، لراهنت على نظرية التجميع».

الاحتمال الآخر لوجود بصمة حيوية وقد يقنع الجميع بوجود كائنات فضائية هو أن يكتشف جزيئا غريبا جدا لدرجة أننا ببساطة لا نستطيع أن نتصور أنه تم صنعه بواسطة أي شيء آخر غير حضارة متقدمة تقنيا: وهذا ما يسمى بالبصمة التكنولوجية.

تقول سيجر: إن الجزيئات المحتوية على الكثير من غاز الفلورين هي من المرشحين، من قبيل مركبات الكلورو فلورو كربون التي كنا نطلقها في زمن ما بغزارة في غلافنا الجوي، إلى أن أدركنا أنها تدمر طبقة الأوزون. تقول سيجر: إن «الحياة لا تستخدم الفلورين أبدا تقريبا». لكننا نفعل ذلك، وليس هذا فقط في مركبات الكلورو فلورو كربون. تقول سيجر: «إننا نصنع ثلاثي فلوريد النيتروجين وسداسي فلوريد الكبريت. لذا، إذا رأينا ثلاثي فلوريد النيتروجين [في جو كوكب يقع خارج المجموعة الشمسية]، فسأشعر بإثارة غامرة».

وتقول: «إن علماء الفلك يخاطرون بأن يصبحوا الصبي الذي صاح محذرا من الذئب. فإذا اكتشفنا حياة في مكان آخر في الكون فسيكون ذلك مهما للغاية. ولكن في تفاعلاتي مع الجمهور، أجد الكثير من الناس يعتقدون أننا وجدنا بالفعل حياة على المريخ. وهذا يصيبني بالحزن».

ومع ذلك، إذا كان من الممكن تجنب الضجة، فإن التوقعات ستكون محيرة. تقول هورست: «أعتقد أننا سنخرج من عصر تلسكوب جيمس ويب الفضائي بالكثير من الكواكب الجديدة المثيرة للاهتمام والصالحة للدراسة». أما معرفتنا على وجه اليقين بوجود شركاء لنا في الكون من عدمه فهذه مسألة أخرى.

المصدر: لجريدة عمان