دانشمندان چگونه می‌توانند دنیا را از کشف حیات فرازمینی باخبر کنند؟

احتمالا در آینده‌ای نزدیک برخی اخترزیست‌شناس‌های برجسته می‌گویند شواهدی جذاب از حیات فرازمینی را کشف کرده‌اند. چنین پاسخ‌هایی احتمالا تا اواخر دهه‌ی ۲۰۳۰ از طریق برنامه‌های فضایی مختلف منتشر خواهند شد. تا آن زمان نمونه‌های مریخ به زمین بازگردانده می‌شوند که احتمالا حاوی مدارکی از وجود موجودات زنده‌ی کوچک در گذشته یا حال مریخ خواهند بود. همچنین فضاپیماهای ارسالی به قمر اروپای مشتری یا قمر تایتان زحل می‌توانند نمونه‌هایی حاوی حیات را از اقیانوس‌های زیرسطحی یا اقیانوس‌های سطحی این قمرها برگرداندند.

همچنین اگر تلسکوپ‌های پیشرفته‌ی زمینی و فضایی جو سیاره‌های سکونت‌پذیر فراخورشیدی را بررسی کنند می‌توانند علائمی از گازهای تولیدشده توسط موجودات زنده را پیدا کنند. از یک سو اخترزیست‌شناس‌ها اطمینان دارند تلاش‌هایشان به ثمر می‌نشیند اما از سوی دیگر نمی‌دانند در صورت موفقیت چگونه باید این اخبار را به افکار عمومی اطلاع دهند. چطور می‌توانند این خبر را برسانند که ما در جهان تنها نیستیم.

ماه گذشته گروهی از دانشمندان در مجله‌ی Nature به این مشکل پرداختند. این گروه به سرپرستی جیمز گرین دانشمند ارشد ناسا، چارچوب جدیدی را برای کمک به اعتبارسنجی و سپس اعلام خبر کشف آثار زیستی پیشنهاد دادند. ایده‌ی آن‌ها استفاده از یک مقیاس با سطح‌بندی یک تا هفت است که امکان افزایش اطمینان در هر سطحی را فراهم می‌کند. مقیاس CoLD یا «اطمینان از کشف حیات» در قدم‌های اول ثابت می‌کند نتایج به دست آمده ارتباطی با آلودگی یا منشأ غیرزنده‌ ندارند تا اینکه در سطوح بالاتر مشاهدات پایدار و قابل اثباتی درباره‌ی حیات ارائه می‌شوند. به گفته‌ی گرین: «این مقیاس‌ها پیچیده هستند اما باید آن‌ها را به زبان ساده بیان کنیم.»

در گذشته هم روایت‌های محتاطانه‌ای به افکار عمومی منتقل می‌شد. در سال ۱۹۹۶، بیل کلینتون رئیس‌جمهور وقت ایالات‌ متحده از کشف شهاب‌سنگی مریخی به نام ALH84001 خبر داد که به نظر می‌رسید حاوی علائم حیات باشد. او در سخنرانی خود در کاخ سفید گفت: «اگر این کشف ثابت شود، یکی از شوکه‌کننده‌ترین رازهایی خواهد بود که بشر تاکنون آشکار کرده است.» البته این یافته تأیید نشد و تحلیل‌های بعدی به کل شواهد حیات مریخی را رد کردند.

خوشبختانه افکار عمومی نسبت به اخترزیست‌شناسی آسیبی ندیدند. با این حال گزارش این واقعه می‌توانست پیامد‌های مخربی را به دنبال داشته باشد. به گفته‌ی استیون دیک مورخ سابق ناسا:

امروزه شبکه‌های اجتماعی را داریم در نتیجه شایعه‌ها و اطلاعات عمدی اشتباه می‌توانند آتش جنجال‌ها را زیاد کنند. به همین دلیل باید اخبار را به درستی منتقل کنیم.

به‌تازگی کشف گاز فسفین در جو زهره باعث شد بسیاری از دانشمندان منشأ آن را بیولوژیکی بدانند با این حال چنین کشفی از آن زمان زیر سؤال رفت. همچنین برخی معتقد بودند شیء عجیب امواموا که در سال ۲۰۱۷ در منظومه‌ی شمسی رویت شد احتمالا فضاپیمایی فرازمینی بوده است نه یک سیارک یا دنباله‌دار. البته این فرضیه از سوی دانشمندان بسیار کوچک شمرده شد. به گفته‌ی گرین مقیاس CoLD می‌تواند در این زمینه به دانشمندان کمک کند و هر ادعایی وارد مرحله‌ی تست‌های سختگیرانه نخواهد شد؛ زیرا ارزیابی‌های کشف حیات باید با دقت بالایی بررسی شوند.

تصمیم‌گیری درباره‌ی نحوه‌ی بیان اکتشافات واقعی آثار زیستی یکی از بحث‌هایی است که دانشمندان دیگر هم به آن پرداخته‌اند. در ماه جولای دانشمندان نشستی مجازی در کارگاه استانداردهای شواهد کشف حیات به سرپرستی شبکه‌ی کشف حیات ناسا (NfoLD) و گروه علوم سیاره‌ی فراخورشیدی (NExSS) برای بحث درباره‌ی رسیدن به چارچوبی مثل CoLD برگزار شد. صدها دانشمند با پروتکل‌های ارتباطی دقیق در این نشست شرکت کردند. به گفته‌ی هتر گراهام یکی از اعضای کارگاه از مرکز پروازهای فضایی گدارد ناسا:

پتانسیل کشف حیاتی جالب در دنیایی دیگر روزبه روز در حال افزایش است. به همین دلیل باید چاره‌ای اندیشید.

اگر دانشمندان خود را با مقیاس CoLD تطبیق دهند، اولین مرحله از هفت مرحله، کشف آثار زیستی واقعی خواهد بود. در مرحله‌ی بعد دانشمندان باید قبل از بررسی منشأ بیولوژیکی هرگونه آلودگی را حذف کنند. منابع غیربیولوژیکی هم باید حذف شوند. مشاهدات بعدی باید درباره‌ی جداسازی ایده‌های غیربیولوژیکی انجام شوند. درنهایت، مشاهدات و بررسی‌های بعدی نشان می‌دهند فعالیت زیستی در یک محیط وجود دارد و به کشف در سطح هفت یا در واقع اثبات حیات فرازمینی می‌رسند.

تصویرسازی کاوشگر دراگن فلای ناسا بر سطح تایتان، قمر زحل

پژوهشگرها امیدوار هستند جامعه‌ی علمی با استفاده از چنین مقیاسی موافقت کند. سازمان‌هایی مثل ناسا احتمالا با این مقیاس موافقیت خواهند کرد زیرا می‌تواند به مأموریت‌های آینده‌ی آن‌ها کمک کند. به گفته‌ی گرین: اگر در سطح چهار اکتشافات باشیم و فکر کنیم با یک مأموریت می‌توانیم به سطح شش برویم قطعا روی این ایده سرمایه‌گذاری خواهیم کرد. درنهایت، استفاده از مقیاسی مثل CoLD فراگیر خواهد شد و منتقدان مقاله‌های علمی نیاز به نویسندگانی دارند تا این مقیاس را در هر کدام از ادعاهای مربوط به کشف آثار زیستی بگنجانند.

دلیل استفاده از این رویکرد گام به گام این است که اکتشافات اولیه‌ی حیات فرازمینی ممکن است مبهم باشند؛ زیرا هرگونه شواهد واضح حیات فرازمینی تاکنون پاک شده‌اند. در نتیجه براساس شواهد تصادفی، جستجو‌های پیشرفته‌تری در اولویت قرار می‌گیرند. برای مثال در ماه اکتبر، زو هاولنا دانشجوی دکترای مؤسسه‌ی فناوری و معدن نیومکزیکو بخشی از تیم سرمایه‌گذاری ناسا بود که برای جمع‌آوری و بررسی نمونه‌های معدنی به نام ژیپس به غاری در کوهستان آپنینی ایتالیا رفت. این ماده‌ی معدنی با فعالیت‌های زیستی احتمالی در مریخ در ارتباط است. به گفته‌ی هاولنا: «ژیپس موجود در مریخ می‌تواند مشابه سیستم‌های غاری روی زمین باشد.»

مریخ‌نورد پرسیورنس ناسا هم در حال جمع‌آوری نمونه‌های سنگی برای بازگشت به زمین در اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ است. احتمالا این نمونه‌ها حاوی شواهد حیات باشند. با این حال اولین دستاورد این مریخ‌نورد کشف متان در جو مریخ بود. در مأموریت‌های قبلی از جمله رصدهای تلسکوپ زمینی شواهدی از توزیع تصادفی گاز متان در جو مریخ دیده شده بود. در زمین گاز متان بر اثر فعالیت بیولوژیکی تولید می‌شود و نمونه‌های پرسیورنس می‌توانند آشکار کنند این مسئله برای مریخ هم حقیقت دارد یا خیر.

در حال حاضر براساس مقیاس CoLD، متان موجود در مریخ در سطح زیر ۴ قرار می‌گیرد؛ اما ممکن است نمونه‌های متان پرسیورنس حاوی ایزوتوپی به نام کربن ۱۲ باشند که در این صورت مسئله تغییر خواهد کرد. به گفته‌ی گرین «حیات عاشق کربن ۱۲ است. اگر کل متان داخل این دسته از کربن ۱۲ باشند احتمالا مقیاس CoLD یک سطح افزایش خواهد یافت.» قدم بعدی پرواز بر فراز سطح مریخ با پهپادی بزرگ‌تر از اینجنیوتی برای کشف منابع متان و کشف مستقیم آن‌ است.

علاوه‌بر مریخ، دو قمر اروپا و تایتان به‌دلیل برخورداری از اقیانوس‌های گسترده‌ی زیرزمینی، مقاصد خوبی برای جستجوی حیات فرازمینی هستند. تایتان همچنین دارای جوی ضخیم و دریاچه‌های هیدروکربن مایع است. براساس شواهد هر دو قمر نیاز به بررسی‌های دقیق‌تری دارند.

اروپا کلیپر ناسا فضاپیمای اختصاصی برای بررسی قمر اروپا است که از سال ۲۰۳۰ مأموریت خود را آغاز خواهد کرد. فضاپیمای JUICE آژانس فضایی اروپا (کاوشگر قمرهای یخی مشتری) هم در سال ۲۰۳۱ آغاز به کار خواهد کرد. از طرفی تایتان میزبان پهپادی رباتیک به نام دراگن فلای است که در اواسط ۲۰۳۰ مأموریت کاوش در این قمر را آغاز می‌کند.

مادلین گارنر، دانشجوی فارغ‌التحصیل دانشگاه ایالتی مونتانا در حال بررسی ابزاری برای پروازهای فضایی رباتیک است که بتواند وجود DNA و RNA را در دنیاهای فرازمینی شناسایی کند. پژوهش گارنر درباره‌ی فناوری ریزمنفذ حالت جامد است که در ایستگاه فضایی بین‌المللی برای توالی‌سازی DNA به کار می‌رود و می‌تواند قابلیت اکتشافی جامعی را برای کاوشگرهای فضایی فراهم کند.

اقیانوس‌های زیرسطح یخی قمر اروپا می‌توانند حاوی علائم حیات باشند

در آن سوی منظومه‌ی شمسی دانشمندان خود را برای عصر جدیدی از بررسی‌های سیاره‌های فراخورشیدی آماده می‌کنند که می‌توانند شواهدی از حیات در دنیاهای دیگر را آشکار کنند. آژانس فضایی اروپا در حال کار روی مأموریت PLATO (گذارهای سیاره‌ای و نوسان‌های ستاره‌ای) است که قرار است در سال ۲۰۲۶ پرتاب شود این فضاپیما به جستجوی دنیاهایی مشابه زمین خواهد پرداخت که در اطراف ستاره‌هایی مشابه خورشید می‌چرخند. به گفته‌ی هایک رائر، سرپرست مؤسسه‌ی پژوهش‌های سیاره‌ای در مرکز هوافضای آلمان: «هنوز موفق به کشف سیاره‌ای سنگی در محدوده‌ی سکونت‌پذیر ستاره‌ای مشابه خورشید نشدیم. بهترین نمونه برای جستجو، سیاره‌‌ی دوقلوی زمین است. سیاره‌ای هم جرم و هم‌اندازه با زمین که فاصله‌اش از ستاره‌ی میزبان هم اندازه با فاصله‌ی زمین تا خورشید است.»

اگر دنیاهای سبز و آبی، حاوی گازهای زیستی مثل اکسیژن و متان باشند، بسیاری از پژوهشگرها قانع می‌شوند که جستجویشان برای کشف حیات فرازمینی موفقیت‌آمیز بوده است. به گفته‌ی گیادا آرنی، دانشمند سیاره‌های فراخورشیدی در گدارد: «به سختی می‌توان سیاره‌ای با ترکیب جو زمین پیدا کرد که گازهای جوی‌اش عاملی غیرآلی داشته باشند.»

چارچوبی مثل CoLD هم می‌تواند به دانشمندان و روزنامه‌نگاران در ارزیابی هیجان چنین اکتشافاتی برای افکار عمومی کمک کند؛ اما همه درباره‌ی کشف حیات فرازمینی قانع نمی‌شوند. کالب اسکارف رئیس اخترزیست‌شناسی دانشگاه کلمبیا شک دارد که پژوهشگرها بتوانند روایت حیات فرازمینی را کنترل کنند و درباره‌ی درک افکار عمومی نسبت به این پیام مطمئن نیست. او می‌گوید:

مطمئن نیستم جامعه‌ی علمی بتواند از عهد‌ه‌ی این مسئولیت برآید. فقط به ۲۰ ماه گذشته و شیوع کووید نگاه کنید، با آمار و احتمالات متعددی روبه‌رو هستیم که در تفسیر آن‌ها عملکرد خوبی نداشتیم.»

تنها سرعت گرفتن پیشرفت‌ها قطعی است. به گفته‌ی اسکارف:

نسبت به ده سال گذشته در موقعیت بسیار متفاوتی قرار داریم. پژوهش‌ها در حوزه‌های مختلف از بررسی‌ غارهای زمین تا بازدید دنیاهای دوردست ما را بیش از پیش به کشف حیات فرازمینی نزدیک کرده‌اند. پی بردن به روش مخابره‌ی چنین اخباری به دنیا، دیر یا زود نیاز به بحث و بررسی دارد.

به گفته‌ی گراهام لائو، اخترزیست‌شناس مؤسسه‌ی فضایی بلو ماربل در سیاتل: «به نظر می‌رسد که تنها نیستیم. اگر حیاتی خارج از زمین وجود داشته باشد قطعا امروز به آن نزدیک‌تر شده‌ایم.»