مقالات علمی و روز

این مقاله به بررسی مفهوم، روش‌ها، کاربردها و پیامدهای اخلاقی-اجتماعی مهندسی ژنتیک در جانوران می‌پردازد. مهندسی ژنتیک شامل دستکاری مستقیم ماده ژنتیکی (DNA) یک موجود زنده به منظور تغییر صفات آن است. در حوزه جانوری، این فناوری کاربردهای گسترده‌ای در کشاورزی (بهبود تولیدات دامی، مقاومت به بیماری)، پزشکی (تولید داروهای زیستی، مدل‌سازی بیماری‌های انسانی، پیوند اعضا از حیوان به انسان یا زِنوترانسپلنتِیشن)، تحقیقات بنیادی و حتی در ایجاد حیوانات خانگی با ویژگی‌های خاص یافته است. با این حال، استفاده از این تکنولوژی با چالش‌های اخلاقی، ایمنی زیستی، رفاه حیوانات و نگرانی‌های اجتماعی قابل توجهی همراه است. این مقاله ضمن بررسی این ابعاد، چشم‌انداز آینده این حوزه و لزوم قانون‌گذاری و نظارت دقیق را مورد بحث قرار می‌دهد.

۱. مقدمه

مهندسی ژنتیک (Genetic Engineering)، که با عنوان اصلاح ژنتیکی یا دستکاری ژنتیکی نیز شناخته می‌شود، به مجموعه روش‌هایی اطلاق می‌گردد که امکان تغییر یا اصلاح مستقیم ماده وراثتی (عمدتاً DNA) یک موجود زنده را فراهم می‌آورد. این فناوری، برخلاف روش‌های سنتی اصلاح نژاد که مبتنی بر انتخاب و تلاقی موجودات با صفات مطلوب در طی نسل‌های متمادی است، امکان انتقال دقیق ژن‌های مشخص، حتی از گونه‌های غیرمرتبط، یا حذف و ویرایش ژن‌های موجود را در مدت زمان کوتاه‌تری میسر می‌سازد. مهندسی ژنتیک در جانوران، افق‌های جدیدی را در علوم زیستی، کشاورزی و پزشکی گشوده است، اما همزمان پرسش‌های بنیادین اخلاقی و نگرانی‌های ایمنی را نیز به همراه داشته است. هدف این مقاله، ارائه یک نمای کلی از جنبه‌های مختلف مهندسی ژنتیک جانوری، از مبانی علمی تا پیامدهای عملی و اجتماعی آن است.

۲. ابزارها و روش‌های کلیدی در مهندسی ژنتیک جانوری

پیشرفت در مهندسی ژنتیک جانوری مرهون توسعه ابزارها و تکنیک‌های مولکولی دقیق است. از جمله مهم‌ترین روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ریزتزریقی (Microinjection): در این روش، DNA نوترکیب (حاوی ژن مورد نظر) مستقیماً به درون پیش‌هسته تخمک بارور شده تزریق می‌شود.
• انتقال ژن با واسطه ویروس (Viral Vectors): از ویروس‌های مهندسی شده به عنوان حامل‌هایی برای وارد کردن ماده ژنتیکی به سلول‌های جانوری استفاده می‌شود. این ویروس‌ها توانایی بیماری‌زایی خود را از دست داده‌اند اما قابلیت انتقال ژن را حفظ کرده‌اند.
• تفنگ ژنی (Gene Gun): در این تکنیک، ذرات ریز طلا یا تنگستن پوشیده شده با DNA به سمت سلول‌ها یا بافت‌ها شلیک می‌شوند.
• سیستم CRISPR-Cas9: این سیستم ویرایش ژنوم، که در سال‌های اخیر انقلابی در مهندسی ژنتیک ایجاد کرده است، به عنوان یک “قیچی مولکولی” بسیار دقیق عمل می‌کند. CRISPR-Cas9 قادر است توالی خاصی از DNA را شناسایی کرده و آن را برش دهد، که این امر امکان حذف، اضافه کردن یا ویرایش ژن‌ها را با دقت بی‌سابقه‌ای فراهم می‌کند.

۳. کاربردهای مهندسی ژنتیک در جانوران

کاربردهای این فناوری در حوزه جانوری بسیار متنوع و رو به گسترش است:

۳.۱. کشاورزی و تولیدات دامی

• بهبود نرخ رشد و بازدهی: مهندسی ژنتیک برای افزایش سرعت رشد در دام و طیور و آبزیان (مانند ماهی سالمون AquAdvantage) یا افزایش تولید شیر و گوشت (مانند گاوهای با ژن مایواستاتین ویرایش شده برای افزایش توده عضلانی) به کار رفته است.
• مقاومت به بیماری‌ها: ایجاد جانوران مقاوم به بیماری‌های رایج دامی (مانند مقاومت به آنفولانزای پرندگان در طیور یا ورم پستان در گاو) می‌تواند به کاهش خسارات اقتصادی و بهبود سلامت گله کمک کند.
• بهبود کیفیت محصولات: تولید شیر با ترکیبات خاص (مانند شیر کم‌لاکتوز، شیر حاوی پروتئین‌های انسانی یا اسیدهای چرب مفیدتر) از دیگر اهداف مهندسی ژنتیک است.

۳.۲. پزشکی و درمان بیماری‌ها

• تولید داروهای زیستی (Pharming): جانوران تراریخته می‌توانند به عنوان کارخانه‌های زیستی برای تولید پروتئین‌های دارویی پیچیده در شیر، خون یا تخم خود عمل کنند. به عنوان مثال، تولید آنتی‌ترومبین III (ماده ضد انعقاد خون) در شیر بزهای تراریخته (ATryn).
• مدل‌سازی بیماری‌های انسانی: ایجاد مدل‌های جانوری (عمدتاً موش) که حامل ژن‌های مرتبط با بیماری‌های انسانی (مانند سرطان، آلزایمر، فیبروز کیستیک) هستند، به دانشمندان در درک بهتر مکانیسم بیماری‌ها و ارزیابی روش‌های درمانی جدید کمک شایانی می‌کند.
• پیوند اعضا از حیوان به انسان (Xenotransplantation): با توجه به کمبود جهانی اعضای پیوندی انسانی، تحقیقات گسترده‌ای بر روی مهندسی ژنتیک جانورانی مانند خوک در جریان است تا اعضای بدن آنها (مانند قلب، کلیه) برای پیوند به انسان مناسب‌سازی شود. این امر مستلزم غلبه بر چالش‌های مربوط به رد پیوند توسط سیستم ایمنی و خطر انتقال بیماری‌های بین‌گونه‌ای است.

۳.۳. تحقیقات بنیادی

مهندسی ژنتیک ابزاری قدرتمند برای مطالعه عملکرد ژن‌ها و مسیرهای بیولوژیکی است. با حذف (ناک‌اوت کردن) یا بیان بیش از حد (اوراکسپرس کردن) یک ژن خاص، دانشمندان می‌توانند نقش آن را در فرآیندهای زیستی مختلف بررسی کنند.

۳.۴. سایر کاربردها

• حیوانات خانگی با صفات خاص: نمونه بارز آن، ماهی‌های زینتی GloFish هستند که با بیان ژن‌های پروتئین‌های فلورسنت، در زیر نور خاصی می‌درخشند.
• حفاظت از گونه‌های در معرض خطر و احیای گونه‌های منقرض شده (De-extinction): ایده‌هایی مانند افزایش مقاومت ژنتیکی گونه‌های در معرض خطر به بیماری‌ها یا تغییرات محیطی، و حتی تلاش‌های بسیار پیچیده و بلندپروازانه برای احیای گونه‌های منقرض شده مانند ماموت پشمالو با استفاده از DNA باستانی و تکنیک‌های ویرایش ژنوم مطرح شده‌اند.

۴. چالش‌ها و ملاحظات اخلاقی، اجتماعی و زیست‌محیطی

علی‌رغم پتانسیل‌های فراوان، مهندسی ژنتیک جانوری با نگرانی‌های جدی همراه است:

• رفاه حیوانات: دستکاری ژنتیکی ممکن است منجر به بروز مشکلات سلامتی ناخواسته یا رنج در حیوانات شود (مانند مشکلات اسکلتی در جانوران با رشد سریع یا نارسایی‌های ارگانی). ارزیابی دقیق اثرات این تغییرات بر کیفیت زندگی حیوانات ضروری است.
• پیامدهای زیست‌محیطی: رهاسازی یا فرار جانوران تراریخته به محیط زیست می‌تواند منجر به “جریان ژنی” (انتقال ژن‌های مهندسی شده به جمعیت‌های وحشی) شود و پیامدهای پیش‌بینی‌نشده‌ای برای تنوع زیستی و تعادل اکوسیستم‌ها داشته باشد.
• ایمنی غذایی و سلامت انسان: ارزیابی ایمنی محصولات غذایی حاصل از جانوران تراریخته برای مصرف انسان، از جمله احتمال ایجاد حساسیت‌زایی جدید یا اثرات درازمدت ناشناخته، حائز اهمیت است.
• ملاحظات اخلاقی و فلسفی: دستکاری در ساختار بنیادین حیات، پرسش‌هایی را در مورد “طبیعی بودن”، “نقش انسان در طبیعت” و مرزهای اخلاقی مداخله در ژنوم موجودات زنده مطرح می‌کند. این موضوعات اغلب با عنوان بحث “بازی کردن در نقش خدا” شناخته می‌شوند.
• عدالت و دسترسی: نگرانی‌هایی در مورد اینکه منافع این فناوری عمدتاً به شرکت‌های بزرگ و کشورهای توسعه‌یافته محدود شود و دسترسی به آن برای کشورهای در حال توسعه و کشاورزان خرد دشوار باشد، وجود دارد.

۵. چشم‌انداز آینده و نتیجه‌گیری

مهندسی ژنتیک جانوری یک حوزه به سرعت در حال تحول با پتانسیل عظیم برای حل برخی از چالش‌های مهم بشری در زمینه غذا، دارو و درک بیماری‌ها است. فناوری‌هایی مانند CRISPR-Cas9، دقت و کارایی این مداخلات را به طور چشمگیری افزایش داده‌اند. با این حال، قدرت این فناوری مستلزم مسئولیت‌پذیری بالایی است. پیشرفت در این حوزه باید با ارزیابی‌های دقیق ایمنی، توجه جدی به ملاحظات اخلاقی و رفاه حیوانات، و ایجاد چارچوب‌های قانونی و نظارتی مناسب همراه باشد. گفتگوی عمومی شفاف و مشارکت ذی‌نفعان مختلف برای هدایت مسئولانه این فناوری در مسیر منافع پایدار جامعه بشری و حفظ محیط زیست، امری ضروری است. آینده مهندسی ژنتیک جانوری نه تنها به نوآوری‌های علمی، بلکه به خرد جمعی ما در استفاده اخلاقی و مسئولانه از آن بستگی خواهد داشت.

این مقاله به بررسی برخی از پرسش‌برانگیزترین جنبه‌های علمی دو همسایه نزدیک زمین، یعنی سیاره مریخ و قمر ماه، می‌پردازد. با مروری بر مشاهدات تاریخی و اکتشافات جدید، پدیده‌هایی مانند “صورتک مریخی”، “کانال‌های مریخی”، منشأ گاز متان در اتمسفر مریخ، “طرف دور ماه”، نحوه پیدایش ماه و فعالیت‌های لرزه‌ای و نوری مشاهده‌شده در سطح آن مورد بحث و تحلیل قرار می‌گیرند. هدف این مقاله ارائه یک درک علمی از این پدیده‌ها و روشن ساختن مرز بین تصورات رایج و یافته‌های پژوهشی است.

کلمات کلیدی: مریخ، ماه، اخترزیست‌شناسی، زمین‌شناسی سیاره‌ای، تاریخ علم نجوم، پاریدولیا، متان مریخی، طرف دور ماه، نظریه برخورد بزرگ، ماه‌لرزه.

۱. مقدمه:

سیاره مریخ و قمر زمین (ماه)، از دیرباز به دلیل نزدیکی و قابلیت رصد نسبی، کانون توجه بشر بوده‌اند. این دو جرم آسمانی نه تنها در شکل‌دهی به تاریخچه منظومه شمسی نقش داشته‌اند، بلکه به عنوان اهداف اصلی اکتشافات فضایی و جستجو برای نشانه‌های حیات فرازمینی نیز مطرح هستند. با این حال، در طول تاریخ، مشاهدات و داده‌های اولیه گاه منجر به برداشت‌ها و نظریه‌هایی شده‌اند که با پیشرفت علم و فناوری مورد بازنگری قرار گرفته‌اند. این مقاله به بررسی برخی از این “اسرار” می‌پردازد و تبیین علمی آن‌ها را ارائه می‌دهد.

۲. مریخ: از تصورات تا واقعیت‌های علمی

مریخ، سیاره سرخ، همواره با گمانه‌زنی‌هایی در مورد وجود حیات و تمدن‌های باستانی همراه بوده است. در ادامه به بررسی چند مورد از مهم‌ترین این موارد می‌پردازیم:

۲.۱. پدیده “صورتک مریخی” و پدیده پاریدولیا:

در سال ۱۹۷۶، تصویر ارسالی از کاوشگر وایکینگ ۱ ناسا، ساختاری در منطقه سایدونیا (Cydonia) را نشان داد که به دلیل بازی نور و سایه و رزولوشن پایین تصویر اولیه، شباهت قابل توجهی به یک صورت انسانی عظیم‌الجثه داشت. این تصویر به سرعت منجر به گمانه‌زنی‌هایی در مورد وجود سازه‌های مصنوعی و تمدن‌های باستانی در مریخ شد. با این حال، تصاویر با رزولوشن بالاتر که توسط مأموریت‌های بعدی مانند Mars Global Surveyor در دهه‌های بعد تهیه شد، نشان داد که این ساختار صرفاً یک تپه طبیعی (mesa) است و شباهت آن به صورت، نمونه‌ای از پدیده روان‌شناختی پاریدولیا (Pareidolia) می‌باشد. پاریدولیا تمایل ذهن انسان به تشخیص الگوهای معنادار (مانند چهره‌ها) در محرک‌های مبهم یا تصادفی است.

۲.۲. “کانال‌های مریخی” و مشاهدات لاول:

در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، ستاره‌شناسی به نام پرسیوال لاول (Percival Lowell) بر اساس مشاهدات تلسکوپی خود، ادعا کرد که شبکه‌ای از خطوط مستقیم و منظم، موسوم به “کانال”، سطح مریخ را پوشانده است. وی این کانال‌ها را سازه‌های مهندسی‌شده توسط یک تمدن هوشمند مریخی برای انتقال آب از مناطق قطبی به نواحی خشک استوایی تفسیر کرد. این نظریه تأثیر عمیقی بر فرهنگ عامه و تصورات در مورد مریخ گذاشت. با این حال، مشاهدات دقیق‌تر با تلسکوپ‌های قوی‌تر و بعدها تصاویر فضایی نشان داد که این کانال‌ها عمدتاً خطای دید ناشی از محدودیت‌های اپتیکی تلسکوپ‌های آن زمان و تمایل مغز به اتصال نقاط پراکنده بوده‌اند. اگرچه شواهد قطعی از وجود آب در گذشته مریخ (مانند بستر رودخانه‌های خشک شده و دلتاها) به دست آمده است، اما “کانال‌های” مورد ادعای لاول واقعیت خارجی نداشتند.

۲.۳. معمای گاز متان (CH4CH_4CH4​) در اتمسفر مریخ:

یکی از داغ‌ترین و بحث‌برانگیزترین موضوعات حال حاضر در مورد مریخ، شناسایی مقادیر ناچیز و متغیر گاز متان در اتمسفر آن توسط مدارگردها و مریخ‌نوردهایی مانند Curiosity و Perseverance است. در زمین، بخش عمده متان اتمسفر منشأ بیولوژیکی (تولید توسط میکروب‌های متانوژن) دارد، هرچند فرآیندهای زمین‌شناسی غیربیولوژیکی (مانند سرپانتینیزاسیون سنگ‌های اولترامافیک در حضور آب) نیز می‌توانند متان تولید کنند. مشاهده نوسانات فصلی در غلظت متان مریخی، گمانه‌زنی‌ها در مورد فعالیت میکروبی در زیر سطح را تقویت کرده است. با این حال، منشأ دقیق این متان (بیولوژیکی یا زمین‌شناسی) هنوز به طور قطعی مشخص نشده و یکی از اهداف اصلی تحقیقات فعلی و آینده در مریخ است. مأموریت‌هایی مانند ExoMars Trace Gas Orbiter (ESA) به طور خاص برای بررسی دقیق گازهای کمیاب اتمسفر مریخ و تعیین منشأ آن‌ها طراحی شده است.

۳. ماه: همسایه آشنا با رازهای نهفته

ماه، تنها قمر طبیعی زمین، علیرغم بررسی‌های گسترده توسط مأموریت‌های فضایی، همچنان دارای جنبه‌های کمتر شناخته‌شده‌ای است.

۳.۱. “طرف دور ماه” (Far Side of the Moon):

ماه به دلیل پدیده‌ای به نام قفل گرانشی (Tidal Locking)، همواره یک روی خود را به سمت زمین نگه می‌دارد. این بدان معناست که دوره چرخش ماه به دور خود با دوره گردش آن به دور زمین برابر است. در نتیجه، نیمکره‌ای از ماه وجود دارد که هرگز از زمین قابل مشاهده نیست و به آن “طرف دور ماه” گفته می‌شود (نه “طرف تاریک”، زیرا این نیمکره نیز همانند طرف نزدیک، چرخه‌های روز و شب را تجربه می‌کند). این پدیده تا قبل از عصر فضا، منجر به گمانه‌زنی‌های زیادی شده بود. اولین تصاویر از طرف دور ماه توسط کاوشگر لونا ۳ شوروی در سال ۱۹۵۹ تهیه شد. مأموریت‌های بعدی، از جمله فرود کاوشگر Chang’e 4 چین در سال ۲۰۱۹ بر روی طرف دور ماه، اطلاعات ارزشمندی از این منطقه که دارای دهانه‌های برخوردی بیشتر و دریاوارهای (maria) کمتری نسبت به طرف نزدیک است، ارائه کرده‌اند.

۳.۲. منشأ ماه: نظریه برخورد بزرگ (Giant-Impact Hypothesis):

یکی از اساسی‌ترین پرسش‌ها در مورد ماه، چگونگی شکل‌گیری آن بوده است. نظریه‌های مختلفی از جمله به دام افتادن گرانشی، هم‌افزایی (co-accretion) و شکافت (fission) مطرح شده‌اند. با این حال، نظریه‌ای که امروزه بیشترین پذیرش را در جامعه علمی دارد، نظریه برخورد بزرگ است. بر اساس این نظریه، حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، در مراحل اولیه تشکیل منظومه شمسی، جرمی به اندازه مریخ (که به طور فرضی “تئا” نامیده می‌شود) با زمین اولیه برخورد کرد. این برخورد عظیم منجر به پرتاب مقادیر زیادی از مواد مذاب از گوشته زمین و تئا به مدار زمین شد. این مواد به تدریج تحت تأثیر گرانش به هم پیوسته و ماه را تشکیل دادند. شواهد اصلی این نظریه شامل شباهت‌های ایزوتوپی بین سنگ‌های ماه (که توسط فضانوردان آپولو به زمین آورده شده‌اند) و سنگ‌های گوشته زمین، و همچنین تکانه زاویه‌ای بالای سیستم زمین-ماه است.

۳.۳. فعالیت‌های لرزه‌ای و پدیده‌های نوری گذرا (TLPs) در ماه:

اگرچه ماه اغلب به عنوان یک جرم “مرده” از نظر زمین‌شناسی تلقی می‌شود، اما داده‌های به دست آمده از لرزه‌نگارهای نصب شده توسط فضانوردان آپولو نشان داد که ماه دارای فعالیت‌های لرزه‌ای، موسوم به ماه‌لرزه (Moonquakes)، است. این لرزه‌ها می‌توانند منشأهای مختلفی داشته باشند، از جمله کشش‌های گرانشی ناشی از زمین، سرد شدن و انقباض هسته ماه، و برخوردهای شهاب‌سنگی.

علاوه بر این، گزارش‌هایی از مشاهدات پدیده‌های نوری گذرا در ماه (Transient Lunar Phenomena - TLPs) وجود دارد که به صورت درخشش‌ها یا تغییرات رنگ موضعی و کوتاه‌مدت در سطح ماه توصیف می‌شوند. دلایل احتمالی این پدیده‌ها شامل خروج گاز از درون ماه (outgassing)، برخوردهای کوچک شهاب‌سنگی، یا پدیده‌های الکترواستاتیکی مرتبط با غبار ماه است. این پدیده‌ها هنوز به طور کامل درک نشده‌اند و موضوع تحقیقات جاری هستند.

۴. نتیجه‌گیری:

بررسی اسرار مریخ و ماه نشان می‌دهد که فرآیند اکتشاف علمی یک مسیر پویا و در حال تحول است. بسیاری از آنچه در گذشته به عنوان معماهای حل‌نشدنی یا نشانه‌هایی از پدیده‌های خارق‌العاده تلقی می‌شد، با پیشرفت ابزارهای رصدی و تحلیل‌های دقیق‌تر، تبیین‌های علمی منطقی یافته‌اند. با این حال، پرسش‌های مهمی، به‌ویژه در مورد پتانسیل حیات گذشته یا حال در مریخ (مانند منشأ متان) و جزئیات فرآیندهای زمین‌شناسی فعال در ماه، همچنان باقی است. ادامه اکتشافات فضایی و پژوهش‌های علمی، کلید گشودن این رازها و درک عمیق‌تر از همسایگان کیهانی ما خواهد بود.

۵. منابع برای مطالعه بیشتر (به طور کلی):

• وب‌سایت‌های رسمی سازمان‌های فضایی مانند NASA (www.nasa.gov) و ESA (www.esa.int).
• ژورنال‌های علمی معتبر در زمینه علوم سیاره‌ای و اخترزیست‌شناسی مانند Icarus, Journal of Geophysical Research: Planets, Science, Nature Astronomy.
• کتاب‌های درسی و مرجع در حوزه نجوم و علوم سیاره‌ای.

جستجو برای حیات در همسایگان سوزان: بررسی امکان زیست در خورشید و عطارد

مقدمه

در تلاش بشر برای یافتن حیات فرازمینی، سیارات و اقمار متعددی در منظومه شمسی و فراتر از آن مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این حال، برخی از اجرام سماوی به دلیل شرایط محیطی حیات از همان ابتدا به عنوان نامزدهای نامناسبی برای میزبانی حیات، به ویژه حیات مبتنی بر کربن و آب که ما می‌شناسیم، در نظر گرفته می‌شوند. در این مقاله، به بررسی علمی و دقیق شرایط خورشید و سیاره عطارد و ارزیابی احتمال وجود حیات در این دو همسایه سوزان منظومه شمسی می‌پردازیم.

بخش اول: خورشید، ستاره‌ای که به ما حیات می‌بخشد، اما آیا خود میزبان حیات است؟

خورشید، ستاره مرکزی منظومه شمسی ما، یک کره غول‌پیکر از گازهای بسیار داغ است که عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. انرژی عظیم خورشید از طریق واکنش‌های همجوشی هسته‌ای در هسته آن تولید می‌شود، جایی که هیدروژن به هلیوم تبدیل شده و مقادیر شگرفی انرژی به شکل نور و گرما آزاد می‌کند.

۱. شرایط محیطی خورشید:

• دما: دمای سطح خورشید (فتوسفر) حدود 5,5005,5005,500 درجه سانتی‌گراد (9,9409,9409,940 درجه فارنهایت) است. این دما به سمت مرکز خورشید به شدت افزایش می‌یابد و در هسته به حدود 151515 میلیون درجه سانتی‌گراد می‌رسد. حتی در لایه‌های بیرونی‌تر اتمسفر خورشید، مانند تاج خورشیدی (کرونا)، دما می‌تواند به میلیون‌ها درجه سانتی‌گراد برسد.
• فشار: فشار در مرکز خورشید حدود 265265265 میلیارد برابر فشار اتمسفر زمین است.
• ترکیبات شیمیایی: خورشید عمدتاً از هیدروژن (حدود 74%74\%74% جرم) و هلیوم (حدود 24%24\%24% جرم) تشکیل شده است. عناصر سنگین‌تر مانند اکسیژن، کربن، نئون و آهن تنها بخش کوچکی (کمتر از 2%2\%2%) از جرم آن را تشکیل می‌دهند.
• تابش: خورشید منبع عظیمی از تابش‌های الکترومغناطیسی در سراسر طیف، از جمله نور مرئی، فرابنفش، پرتوهای ایکس و گاما، و همچنین ذرات باردار پرانرژی (باد خورشیدی) است.

۲. چالش‌های اساسی برای حیات (آن‌گونه که ما می‌شناسیم):

حیاتی که ما می‌شناسیم، مبتنی بر شیمی کربن و آب به عنوان حلال است. مولکول‌های آلی پیچیده که اساس ساختار سلول‌ها و فرآیندهای بیولوژیکی هستند، در شرایط خورشید با چالش‌های غیرقابل حلی مواجه‌اند:

• تجزیه مولکولی: در دماهای بسیار بالای خورشید، پیوندهای شیمیایی که مولکول‌های پیچیده (مانند DNA، پروتئین‌ها و حتی مولکول‌های ساده‌تر آب) را در کنار هم نگه می‌دارند، فوراً شکسته می‌شوند. اتم‌ها به حالت یونیزه در می‌آیند (الکترون‌های خود را از دست می‌دهند) و پلاسما، که حالت چهارم ماده است، شکل غالب ماده در خورشید است. در چنین شرایطی، تشکیل و پایداری ساختارهای مولکولی پیچیده لازم برای حیات غیرممکن است.
• فقدان حلال مناسب: آب مایع، که برای حیات زمینی ضروری است، نمی‌تواند در دماهای خورشید وجود داشته باشد و فوراً تبخیر و سپس به اتم‌های سازنده‌اش تجزیه می‌شود. هیچ حلال شناخته شده دیگری نیز قادر به پایداری در چنین دماهایی نیست.
• تابش مخرب: سطوح بسیار شدید تابش فرابنفش، پرتو ایکس و گاما در خورشید، هرگونه مولکول آلی را به سرعت تخریب می‌کند و برای ساختارهای بیولوژیکی کشنده است.

۳. آیا اشکال حیات فرضی و متفاوت امکان‌پذیر است؟

برخی ایده‌های بسیار گمانه‌زنانه و خارج از جریان اصلی علم، احتمال وجود اشکال حیات کاملاً متفاوت را مطرح کرده‌اند که مبتنی بر شیمی کربن و آب نیستند. به عنوان مثال:

• حیات مبتنی بر پلاسما: برخی فیزیکدانان نظری، احتمال وجود ساختارهای خودسازمان‌دهنده و پیچیده در پلاسما را مطرح کرده‌اند که می‌توانند ویژگی‌های شبه‌حیات از خود نشان دهند. این ساختارها ممکن است از نیروهای الکترومغناطیسی برای حفظ یکپارچگی خود استفاده کنند. با این حال، این ایده‌ها بسیار نظری هستند و هیچ مدرک تجربی برای حمایت از آن‌ها وجود ندارد و با تعریف استاندارد حیات فاصله زیادی دارند.
• حیات مبتنی بر میدان‌های مغناطیسی: خورشید دارای میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی و پیچیده‌ای است. باز هم در حد گمانه‌زنی‌های محض، برخی پیشنهاد کرده‌اند که ممکن است نوعی “حیات” بر اساس این میدان‌ها شکل بگیرد.

مهم است تأکید شود که این‌ها صرفاً گمانه‌زنی‌های نظری هستند و جامعه علمی تقریباً به اتفاق آرا معتقد است که خورشید نمی‌تواند میزبان حیات، به ویژه حیات پیچیده، باشد. شرایط خورشید به حدی داغ است که حتی تصور بنیادی‌ترین بلوک‌های سازنده حیات در آن دشوار است.

نتیجه‌گیری برای خورشید: بر اساس دانش کنونی ما از فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی، خورشید مکانی کاملاً نامناسب برای وجود حیات است. انرژی عظیمی که از خورشید ساطع می‌شود برای حیات روی زمین ضروری است، اما خود خورشید یک محیط بسیار خشن و ویرانگر برای هرگونه ساختار بیولوژیکی شناخته شده است.

بخش دوم: عطارد، نزدیک‌ترین سیاره به خورشید، آیا شانسی برای حیات دارد؟

عطارد (تیر) کوچکترین سیاره منظومه شمسی و نزدیکترین سیاره به خورشید است. این نزدیکی باعث می‌شود که عطارد شرایط محیطی بسیار سختی داشته باشد.

۱. شرایط محیطی عطارد:

• دما: عطارد دارای بیشترین نوسانات دمایی در منظومه شمسی است. دمای سطح آن در طول روز (در سمت رو به خورشید) می‌تواند به حدود 430430430 درجه سانتی‌گراد (800800800 درجه فارنهایت) برسد، دمایی که برای ذوب کردن سرب کافی است. در طول شب طولانی عطارد (یک روز عطاردی حدود 176176176 روز زمینی طول می‌کشد)، دمای سطح می‌تواند تا حدود 180−180-180− درجه سانتی‌گراد (290−290-290− درجه فارنهایت) سقوط کند.
• اتمسفر: عطارد دارای یک اتمسفر بسیار رقیق و ناچیز است که “اگزوسفر” نامیده می‌شود. این اگزوسفر عمدتاً از اکسیژن، سدیم، هیدروژن، هلیوم و پتاسیم تشکیل شده است که از سطح سیاره توسط باد خورشیدی و برخورد میکرومتئوروئیدها کنده می‌شوند. فشار این اگزوسفر حدود یک تریلیونم فشار اتمسفر زمین است. این اتمسفر ناچیز قادر به حفظ گرما، محافظت در برابر تابش‌های خورشیدی یا ایجاد فشار کافی برای وجود آب مایع نیست.
• تابش خورشیدی: به دلیل نزدیکی به خورشید و فقدان اتمسفر محافظ، سطح عطارد در معرض بمباران شدید تابش‌های فرابنفش و پرتوهای ایکس خورشیدی و همچنین باد خورشیدی قرار دارد.
• میدان مغناطیسی: عطارد دارای یک میدان مغناطیسی ضعیف اما سراسری است که حدود 1%1\%1% قدرت میدان مغناطیسی زمین را دارد. این میدان مقداری محافظت در برابر باد خورشیدی ایجاد می‌کند.
• آب یخ: یکی از اکتشافات شگفت‌انگیز در مورد عطارد، وجود آب یخ در دهانه‌های قطبی است که به طور دائم در سایه قرار دارند. دمای این مناطق همیشه زیر نقطه انجماد باقی می‌ماند و یخ می‌تواند برای میلیاردها سال پایدار بماند. منشأ این یخ ممکن است برخورد دنباله‌دارها یا سیارک‌های غنی از آب باشد.

۲. چالش‌های اساسی برای حیات در عطارد:

شرایط عطارد نیز برای حیات آن‌گونه که ما می‌شناسیم بسیار نامساعد است:

• نوسانات شدید دما: تغییرات عظیم دما بین روز و شب، پایداری هرگونه مولکول آلی پیچیده را دشوار می‌سازد.
• فقدان اتمسفر قابل توجه: عدم وجود اتمسفر به معنای فشار بسیار پایین (نزدیک به خلأ)، عدم محافظت در برابر تابش‌های مضر کیهانی و خورشیدی، و عدم امکان وجود آب مایع در سطح است.
• تابش شدید: تابش‌های شدید خورشیدی می‌تواند DNA و سایر مولکول‌های بیولوژیکی را تخریب کند.
• فقدان آب مایع در سطح: به دلیل دمای بالا در روز و فشار پایین اتمسفر، آب مایع نمی‌تواند در سطح عطارد پایدار بماند و به سرعت یا می‌جوشد یا تصعید می‌شود (مستقیماً از جامد به گاز تبدیل می‌شود).

۳. آیا آب یخ در قطب‌ها می‌تواند نشانه‌ای از پناهگاه‌های حیات باشد؟

وجود آب یخ در دهانه‌های همیشه در سایه قطب‌های عطارد، این سوال را ایجاد کرده است که آیا ممکن است در زیر این لایه‌های یخ، یا در مرز بین یخ و سنگ، محیط‌هایی با دمای پایدارتر و شاید حتی آب مایع (در اثر گرمای داخلی یا فشار) وجود داشته باشد که بتواند از حیات میکروبی بسیار مقاوم پشتیبانی کند.

با این حال، حتی در این مناطق نیز چالش‌ها بسیار زیادند:

• منبع انرژی: حیات به منبع انرژی نیاز دارد. در غیاب نور خورشید، میکروب‌ها باید به منابع انرژی شیمیایی (کموسنتز) تکیه کنند، که ممکن است در عطارد محدود یا غایب باشند.
• مواد مغذی: در دسترس بودن سایر عناصر ضروری برای حیات (مانند کربن، نیتروژن، فسفر) در این محیط‌ها نامشخص است.
• تابش: اگرچه این مناطق در سایه دائمی هستند، اما همچنان در معرض تابش‌های کیهانی قرار دارند.

دانشمندان معتقدند که احتمال وجود حیات در این مناطق یخی بسیار کم است، اما کاملاً غیرممکن نیست، به خصوص اگر منظورمان حیات میکروبی بسیار ساده و مقاوم باشد. با این حال، تاکنون هیچ مدرک مستقیمی برای وجود چنین حیاتی یافت نشده است.

۴. جستجوهای گذشته و آینده:

فضاپیماهایی مانند مارینر ۱۰ (Mariner 10) و مسنجر (MESSENGER) اطلاعات ارزشمندی در مورد عطارد جمع‌آوری کرده‌اند. مأموریت فعلی بپی‌کلمبو (BepiColombo)، که یک پروژه مشترک بین آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس کاوش‌های هوافضای ژاپن (JAXA) است، قرار است در اواخر سال ۲۰۲۵ به مدار عطارد برسد و مطالعات دقیق‌تری در مورد این سیاره، از جمله مناطق قطبی آن، انجام دهد. اگرچه هدف اصلی این مأموریت جستجوی مستقیم حیات نیست، اما داده‌های آن می‌تواند به درک بهتر ما از پتانسیل سکونت‌پذیری (هرچند بسیار کم) عطارد کمک کند.

نتیجه‌گیری برای عطارد: عطارد سیاره‌ای با شرایط محیطی بسیار خشن است. نوسانات شدید دما، فقدان اتمسفر قابل توجه و تابش شدید خورشیدی، آن را به مکانی بسیار نامناسب برای حیات، آن‌گونه که ما می‌شناسیم، تبدیل کرده است. اگرچه وجود آب یخ در قطب‌ها نقطه امیدی ضعیف برای وجود احتمالی حیات میکروبی بسیار مقاوم در پناهگاه‌های زیرسطحی ایجاد می‌کند، اما این احتمال بسیار کم تلقی می‌شود و نیازمند شواهد بسیار قوی‌تری است. در حال حاضر، عطارد به عنوان یک سیاره غیرقابل سکونت در نظر گرفته می‌شود.

نتیجه‌گیری کلی

بر اساس درک فعلی ما از الزامات حیات، نه خورشید و نه عطارد مکان‌های مناسبی برای میزبانی از آن نیستند. خورشید با دما و تابش فوق‌العاده بالای خود، هرگونه ساختار مولکولی پیچیده را نابود می‌کند. عطارد نیز با نوسانات شدید دمایی، اتمسفر ناچیز و بمباران تابشی، محیطی بسیار خشن برای بقای حیات ارائه می‌دهد. اگرچه وجود آب یخ در قطب‌های عطارد جای بررسی بیشتر دارد، اما در مجموع، این دو جرم سماوی در پایین‌ترین رده‌های فهرست مکان‌های بالقوه برای یافتن حیات در منظومه شمسی قرار می‌گیرند. 

چکیده:

این مقاله به بررسی چندوجهی پدیده حیات فرازمینی، از تعاریف بنیادین و نشانگرهای زیستی گرفته تا مواضع بالقوه برای جستجو در منظومه شمسی و فراتر از آن، می‌پردازد. روش‌شناسی‌های کنونی مورد استفاده در اخترزیست‌شناسی، شامل مشاهدات تلسکوپی، مأموریت‌های فضایی و پروژه‌های جستجوی هوش فرازمینی (SETI)، مورد بحث قرار خواهند گرفت. همچنین، چالش‌های عمده این حوزه، از جمله فواصل عظیم کیهانی و پارادوکس فرمی، تحلیل شده و در نهایت، چشم‌اندازهای آتی و پیشرفت‌های فناورانه که می‌تواند به کشفیات نوین در این عرصه منجر شود، ارائه می‌گردد. هدف این نوشتار، ارائه یک نمای کلی و در عین حال دقیق از وضعیت فعلی و آتی پژوهش‌ها در زمینه حیات فرازمینی است.

۱. مقدمه 

مسئله وجود حیات فرازمینی، یکی از دیرپاترین و در عین حال جذاب‌ترین پرسش‌های پیش روی بشر است. از منظر تاریخی، این سوال از تأملات فلسفی نشأت گرفته و با پیشرفت علوم، به‌ویژه نجوم و زیست‌شناسی، ابعاد علمی و تجربی به خود گرفته است. اخترزیست‌شناسی (Astrobiology)، به عنوان یک حوزه میان‌رشته‌ای، با هدف درک منشأ، تکامل، توزیع و آینده حیات در جهان شکل گرفته و تلاش می‌کند تا به این پرسش اساسی پاسخ دهد. این مقاله در نظر دارد تا با مروری بر مبانی نظری، روش‌های جستجوی کنونی و چالش‌ها و چشم‌اندازهای این حوزه، تصویری جامع از تلاش‌های علمی برای یافتن حیات در ماورای زمین ارائه دهد.

۲. مبانی نظری: تعریف حیات و نشانگرهای زیستی 

هرگونه جستجو برای حیات فرازمینی مستلزم تعریفی عملیاتی از “حیات” است. اگرچه اجماع واحدی بر سر تعریف دقیق حیات وجود ندارد، اما ویژگی‌هایی نظیر متابولیسم، تولید مثل، رشد، پاسخ به محرک‌ها و قابلیت تکامل داروینی، عموماً به عنوان شاخصه‌های اصلی موجودات زنده در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، باید در نظر داشت که حیات فرازمینی ممکن است بر پایه‌های بیوشیمیایی متفاوتی (مثلاً غیرکربنی یا با حلال غیرآبی) شکل گرفته باشد که تشخیص آن را دشوارتر می‌سازد.

“نشانگرهای زیستی” (Biosignatures) شواهد علمی هستند که به وجود حیات در گذشته یا حال اشاره دارند. این نشانگرها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• نشانگرهای گازی: حضور گازهایی در اتمسفر یک سیاره که به‌طور معمول در تعادل شیمیایی نیستند و تولید مداوم آن‌ها مستلزم یک فرآیند زیستی است (مانند حضور همزمان اکسیژن (O2O_2O2​) و متان (CH4CH_4CH4​)). کشف دی‌متیل سولفید (DMS) در اتمسفر سیاره K2-18b نمونه‌ای از جستجو برای چنین نشانگرهایی است.
• نشانگرهای سطحی: الگوهای بازتاب طیفی خاص از سطح سیاره که می‌تواند نشان‌دهنده وجود رنگدانه‌های زیستی (مانند کلروفیل) باشد.
• نشانگرهای مولکولی: شناسایی مولکول‌های آلی پیچیده، اسیدهای آمینه با دست‌سانی خاص، یا ایزوتوپ‌های پایدار که الگوی فرآیندهای زیستی را نشان می‌دهند.
• فسیل‌ها و ساختارهای میکروبی: کشف فسیل‌های میکروسکوپی یا ساختارهای رسوبی بیوژنیک (مانند استروماتولیت‌ها) در اجرام دیگر.

• ۳. مواضع بالقوه برای جستجوی حیات
• جستجوی حیات فرازمینی در دو مقیاس اصلی انجام می‌شود: درون منظومه شمسی و در سیارات فراخورشیدی.
• منظومه شمسی (Solar System):
• مریخ (Mars): شواهد ژئولوژیکی و کانی‌شناسی حاکی از وجود آب مایع در گذشته مریخ است. ماموریت‌های کنونی مانند مریخ‌نورد Perseverance به دنبال نشانگرهای زیستی باستانی یا کنونی در زیر سطح یا در مناطق خاص هستند.
• قمرهای یخی (Icy Moons): قمرهایی نظیر اروپا (قمر مشتری) و انسلادوس (قمر زحل) دارای اقیانوس‌های آب مایع در زیر پوسته یخی خود هستند. این اقیانوس‌ها، به دلیل احتمال وجود منابع انرژی شیمیایی (از طریق چشمه‌های آب‌گرم احتمالی) و مواد آلی، از اهداف اصلی اخترزیست‌شناسی محسوب می‌شوند. تیتان، قمر دیگر زحل، با داشتن اتمسفر غلیظ و دریاچه‌های هیدروکربنی، محیطی برای بررسی اشکال احتمالی حیات غیرمبتنی بر آب فراهم می‌کند.
• سیارات فراخورشیدی (Exoplanets):
• با کشف هزاران سیاره فراخورشیدی، تمرکز بر روی سیاراتی است که در “کمربند حیات” (Habitable Zone) ستاره میزبان خود قرار دارند. این منطقه فاصله‌ای از ستاره است که دمای سطحی سیاره امکان وجود آب مایع را فراهم می‌کند. تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) با قابلیت تحلیل اتمسفر سیارات فراخورشیدی، نقش کلیدی در جستجوی نشانگرهای زیستی در این دنیاهای دوردست ایفا می‌کند. سیارات “ابرزمین” و “مینی‌نپتون” مانند K2-18b که دارای اتمسفر غنی از هیدروژن و پتانسیل اقیانوس‌های آبی هستند (جهان‌های Hycean)، از جمله اهداف جذاب به شمار می‌روند.

۴. روش‌شناسی جستجو 

روش‌های جستجوی حیات فرازمینی متنوع بوده و شامل موارد زیر است:

• مشاهدات تلسکوپی و طیف‌سنجی (Telescopic Observations and Spectroscopy): تلسکوپ‌های زمینی و فضایی برای تحلیل نور عبوری از اتمسفر سیارات فراخورشیدی یا بازتاب‌شده از سطح آن‌ها به کار می‌روند. طیف‌سنجی امکان شناسایی ترکیبات شیمیایی اتمسفر و جستجو برای نشانگرهای زیستی گازی را فراهم می‌کند.
• مأموریت‌های فضایی مستقیم (Direct Space Missions): ارسال کاوشگرها، مریخ‌نوردها و مدارگردها به اجرام منظومه شمسی برای نمونه‌برداری، آنالیز درجا و تصویربرداری با وضوح بالا.
• جستجوی هوش فرازمینی (SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence): پروژه‌های SETI با استفاده از رادیوتلسکوپ‌ها به دنبال دریافت سیگنال‌های مصنوعی و نشانه‌های تکنولوژیکی (Technosignatures) از تمدن‌های هوشمند فرازمینی هستند.

. چالش‌ها و پارادوکس فرمی 

جستجوی حیات فرازمینی با چالش‌های قابل توجهی روبروست:

• فواصل عظیم کیهانی: حتی نزدیک‌ترین سامانه‌های ستاره‌ای نیز در فواصل بسیار دوری قرار دارند که سفر یا ارتباط مستقیم را بسیار دشوار می‌کند.
• ابهام در نشانگرهای زیستی: بسیاری از پدیده‌هایی که به عنوان نشانگر زیستی در نظر گرفته می‌شوند، ممکن است منشأ غیرزیستی نیز داشته باشند (False Positives). تفکیک این موارد نیازمند مشاهدات و تحلیل‌های بسیار دقیق است.
• محدودیت‌های فناوری: ابزارهای کنونی هنوز در مراحل اولیه برای شناسایی قطعی حیات، به‌ویژه در سیارات فراخورشیدی، قرار دارند.

پارادوکس فِرمی (Fermi Paradox) به تضاد آشکار بین احتمال بالای وجود تمدن‌های فرازمینی (با توجه به تعداد بسیار زیاد ستاره‌ها و سیارات بالقوه قابل سکونت) و فقدان شواهد یا تماس قطعی با چنین تمدن‌هایی اشاره دارد. راه‌حل‌های مختلفی برای این پارادوکس پیشنهاد شده است، از جمله نادر بودن حیات هوشمند، دشواری ارتباطات میان‌ستاره‌ای، خودتخریبی تمدن‌ها (فرضیه فیلتر بزرگ)، یا اینکه جستجوهای ما هنوز به اندازه کافی جامع نبوده است.

۶. چشم‌اندازهای آینده 

با وجود چالش‌ها، آینده جستجوی حیات فرازمینی امیدوارکننده به نظر می‌رسد:

• تلسکوپ‌های نسل جدید: پروژه‌هایی مانند تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی (ELT) و تلسکوپ‌های فضایی آتی با قابلیت‌های پیشرفته‌تر در طیف‌سنجی اتمسفری، امکان شناسایی دقیق‌تر نشانگرهای زیستی در سیارات فراخورشیدی هم‌اندازه زمین را فراهم خواهند کرد.
• پیشرفت در هوش مصنوعی و تحلیل داده‌ها: استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای پردازش حجم عظیم داده‌های رصدی و شناسایی الگوهای ظریف.
• مأموریت‌های پیشرفته‌تر به منظومه شمسی: برنامه‌ریزی برای مأموریت‌های نمونه‌برداری و بازگرداندن نمونه از مریخ و قمرهای یخی، که می‌تواند شواهد قطعی‌تری از حیات میکروبی ارائه دهد.
• توسعه نظریه نشانگرهای زیستی: پژوهش‌های بیشتر برای درک بهتر فرآیندهای زیستی و غیرزیستی و شناسایی نشانگرهای زیستی کمتر مبهم.

۷. نتیجه‌گیری 

جستجوی حیات فرازمینی یکی از برجسته‌ترین تلاش‌های علمی بشر برای درک جایگاه خود در کیهان است. اگرچه تاکنون شواهد قطعی از وجود حیات در ماورای زمین به دست نیامده، پیشرفت‌های سریع در فناوری‌های رصدی، مأموریت‌های فضایی و درک نظری از شرایط لازم برای حیات، افق‌های جدیدی را در این عرصه گشوده است. هر کشف جدید، چه در منظومه شمسی و چه در میان سیارات فراخورشیدی، گامی به سوی پاسخ به این پرسش بنیادین است. تداوم پژوهش، کنجکاوی علمی و همکاری‌های بین‌المللی، کلید موفقیت در این مسیر پرچالش و هیجان‌انگیز خواهد بود.

کشف مولکول‌های کلیدی و نشانه‌های بالقوه حیات در جو سیاره فراخورشیدی K2-18b توسط تلسکوپ جیمز وب

چکیده:

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به تازگی مشاهدات دقیقی از جو سیاره فراخورشیدی K2-18b، یک کاندیدای جهان “هایسینی” (Hycean world)، انجام داده است. این مشاهدات منجر به شناسایی مولکول‌های حاوی کربن، از جمله متان و دی‌اکسید کربن شده و نکته قابل توجه‌تر، نشانه‌های اولیه‌ای از وجود دی‌متیل سولفید (DMS) را آشکار ساخته است. در زمین، DMS عمدتاً توسط حیات، به‌ویژه فیتوپلانکتون‌ها در محیط‌های دریایی تولید می‌شود. این مقاله به بررسی این یافته‌ها، اهمیت آن‌ها در جستجو برای سکونت‌پذیری و حیات فرازمینی، و نیاز به مشاهدات بیشتر برای تأیید نهایی حضور DMS و تفسیر آن می‌پردازد.

مقدمه:

جستجو برای حیات فرازمینی یکی از جذاب‌ترین و چالش‌برانگیزترین حوزه‌های علمی معاصر است. سیارات فراخورشیدی که در “منطقه قابل سکونت” (Habitable Zone) ستاره میزبان خود قرار دارند – یعنی فاصله‌ای که امکان وجود آب مایع در سطح سیاره را فراهم می‌کند – اهداف اصلی این جستجو هستند. سیاره K2-18b، واقع در فاصله تقریبی ۱۲۰ سال نوری از زمین، یک سیاره از نوع “ابرزمین” یا “مینی‌نپتون” است که پیشتر نیز به دلیل پتانسیل داشتن اقیانوس‌های آبی و جو غنی از هیدروژن، به عنوان یک جهان هایسینی (ترکیبی از هیدروژن و اقیانوس) مورد توجه قرار گرفته بود.

مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب و ترکیب جوی K2-18b:

تلسکوپ فضایی جیمز وب با استفاده از ابزارهای طیف‌سنج بسیار حساس خود (مانند NIRISS و NIRSpec)، نور ستاره میزبان K2-18 را هنگام عبور سیاره K2-18b از مقابل آن (پدیده گذر) و همچنین اندکی قبل و بعد از ناپدید شدن سیاره پشت ستاره (پدیده اختفا) تحلیل کرده است. این تکنیک، که به “طیف‌سنجی عبوری” (Transmission Spectroscopy) و “طیف‌سنجی انتشار حرارتی” (Thermal Emission Spectroscopy) معروف است، به دانشمندان اجازه می‌دهد تا مولکول‌های موجود در جو سیاره را شناسایی کنند.

داده‌های جدید JWST حضور قطعی متان (CH4CH_4CH4​) و دی‌اکسید کربن (CO2CO_2CO2​) را در جو K2-18b تأیید می‌کند. فراوانی این مولکول‌ها و همچنین کمبود آمونیاک، از نظریه وجود اقیانوسی از آب در زیر جوی غنی از هیدروژن این سیاره پشتیبانی می‌کند.

اهمیت بالقوه کشف دی‌متیل سولفید (DMS):

شگفت‌انگیزترین بخش این یافته‌ها، شناسایی سیگنال‌های ضعیف اما قابل توجهی است که می‌تواند مربوط به مولکول دی‌متیل سولفید (CH3SCH3CH_3SCH_3CH3​SCH3​) باشد. در زمین، DMS یک “زیست‌نشانگر” (Biosignature) مهم محسوب می‌شود، زیرا بخش عمده آن توسط فرآیندهای بیولوژیکی، خصوصاً توسط فیتوپلانکتون‌ها در اقیانوس‌ها تولید می‌شود و نقش مهمی در چرخه گوگرد و تشکیل ابرها دارد.

با این حال، دانشمندان تأکید دارند که این یک کشف اولیه است و نیاز به مشاهدات و تحلیل‌های بیشتر برای تأیید قطعی حضور DMS و رد کردن منابع غیربیولوژیکی احتمالی آن وجود دارد. اگر حضور DMS تأیید شود، این می‌تواند یکی از قوی‌ترین شواهد برای فعالیت بیولوژیکی در یک سیاره فراخورشیدی تا به امروز باشد، هرچند که تفسیر آن همچنان پیچیده خواهد بود.

پیامدها و تحقیقات آتی:

کشف مولکول‌های کربن‌دار و به‌ویژه نشانه احتمالی DMS در جو K2-18b، این سیاره را به یکی از جذاب‌ترین اهداف برای مطالعات آینده در زمینه جستجوی حیات تبدیل می‌کند. برنامه‌های رصدی بیشتری با JWST برای این سیاره در نظر گرفته شده است تا سیگنال DMS با دقت بالاتری بررسی شود و سایر ویژگی‌های جوی آن نیز مورد مطالعه قرار گیرد.

دانشمندان همچنین به دنبال مدل‌سازی دقیق‌تر جو این سیاره هستند تا مشخص کنند آیا شرایط فیزیکی و شیمیایی آن واقعاً می‌تواند از حیات، آنگونه که ما می‌شناسیم یا حتی اشکال متفاوتی از آن، پشتیبانی کند.

نتیجه‌گیری:

یافته‌های اخیر تلسکوپ فضایی جیمز وب در مورد سیاره فراخورشیدی K2-18b، گام مهمی در جهت شناسایی و توصیف جو سیارات قابل سکونت بالقوه فراتر از منظومه شمسی است. شناسایی متان و دی‌اکسید کربن، همراه با نشانه وسوسه‌انگیز دی‌متیل سولفید، پتانسیل K2-18b را به عنوان یک جهان هایسینی با امکان وجود فرآیندهای بیولوژیکی افزایش می‌دهد. اگرچه برای نتیجه‌گیری قطعی در مورد وجود حیات بسیار زود است، این اکتشافات مسیر هیجان‌انگیزی را برای تحقیقات آینده در اخترزیست‌شناسی هموار می‌کند و نشان‌دهنده قدرت بی‌نظیر JWST در کاوش اسرار کیهان است.