اغلب سیاره‌های بیگانه احتمالا روز و شب ندارند

آیا بیگانگان می‌خوابند؟ شاید شما خواب را فرآیندی بدیهی بدانید، اما پژوهش‌ها نشان می‌دهند بسیاری از سیاره‌های احتمالی میزبان حیات ممکن است چرخه‌ی روز و شب نداشته باشد. تصور نبود روز و شب دشوار است، اما همین حالا روی زمین موجوداتی در زیستگاه‌های بدون نور در اعماق یا بستر دریا زندگی می‌کنند و چشم‌اندازی از حیات بیگانه بدون وجود ریتم شبانه‌روزی را می‌دهند.

میلیاردها سیاره‌ی احتمالا سکونت‌پذیر در کهکشان ما وجود دارند؛ اما چگونه به این عدد می‌رسیم؟ راه شیری بین ۱۰۰ میلیارد تا ۴۰۰ میلیارد ستاره دارد که هفتاد درصد آن را ستاره‌های سرد و کوچک کوتوله سرخ یا کوتوله‌های M تشکیل می‌دهند.

براساس یک بررسی دقیق روی سیاره‌های فراخورشیدی در سال ۲۰۱۳، تقریبا ۴۱ درصد از ستاره‌های کوتوله‌ی سرخ دارای یک سیاره در کمربند حیات خود هستند. در این فاصله سیاره از دمای مناسب برای پشتیبانی از آب مایع برخوردار است؛ بنابراین این سیاره‌ها پتانسیل میزبانی آب مایع را دارند.

هنوز نمی‌دانیم کدام یک از سیاره‌های فراخورشیدی کشف‌شده، آب مایع دارند. با این‌حال ۲۸٫۷ میلیارد سیاره تنها در کمربند حیات کوتوله‌های سرخ قرار دارند.؛ درحالی‌که که حتی آمار دیگر انواع ستاره‌ها مثل خورشید خودمان را درنظر نگرفته‌ایم.

سیاره‌های سنگی که در کمربند حیات یک کوتوله M قرار دارند، زمین‌های M نامیده می‌شوند. زمین‌های M تفاوت‌هایی بنیادی با زمین ما دارند. یکی از تفاوت‌ها این است که ستاره‌های کوتوله‌ M از خورشید ما بسیار سردتر هستند. همچنین زمین‌های M در فاصله‌ی نزدیکی از ستاره خود قرار دارند و به همین دلیل تأثیر گرانشی ستاره بر آن‌ها قوی است.

گرانش ستاره نیروی شدیدتری را بر سمت نزدیک سیاره نسبت به سمت دور آن وارد می‌کند. با ایجاد اصطکاک، چرخش سیاره به دور خود کند می‌شود تا جایی که چرخش وضعی و انتقالی آن درطول میلیون‌ها سال هماهنگ می‌شود. به‌این‌ترتیب زمین‌های M احتمالا دارای قفل کشندی هستند؛ به‌طوری‌که یک نیم‌کره‌ی آن‌ها همیشه رو به ستاره و نیم‌کره‌ی دیگر همیشه پشت به آن قرار دارد.

طول سال سیاره‌ی دارای قفل کشندی مانند روز آن است. ماه زمین نیز نسبت به ما دارای قفل کشندی است. به همین دلیل همیشه یک روی آن را می‌بینیم و نمی‌توانیم سمت پنهانش را رصد کنیم.

سیاره‌ای که در وضعیت قفل کشندی به‌سر می‌برد، عجیب به‌نظر می‌رسد؛ اما اغلب سیاره‌های سکونت‌پذیر احتمالی از این نوع هستند. نزدیک‌ترین همسایه سیاره‌ای ما، پروکسیما قنطورس بی که در منظومه آلفا قنطورس در فاصله‌ی چهار سال نوری از زمین قرار دارد، احتمالا یک زمین M با قفل کشندی است.

درنتیجه، زمین‌های M برخلاف زمین خودمان هیچ روز یا شب و حتی فصلی ندارند؛ اما حیات زمینی از باکتری‌ها گرفته تا انسان‌ها، ریتم‌های شبانه‌روزی متناسب با چرخه روز و شب دارند. خواب یکی از بارزترین پیامدهای ریتم شبانه‌روزی است.

هنوز نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم دوره‌های عدم فعالیت و بازسازی تا چه اندازه بر حیات تأثیر می‌گذارند. شاید موجوداتی که بدون زمان چرخه‌ای تکامل یافته‌اند، هرگز نیازی به استراحت نداشته باشند.

اگر شک دارید، می‌توانید به موجودات زنده زمینی مثل ساکنان غارها، حیات اعماق دریا و موجودات زنده میکروسکوپی در محیط‌های تاریک مثل پوسته زمین و بدن انسان نگاه کنید که در فضایی دور از نور روز رشد می‌کنند.

بسیاری از شکل‌های حیات دارای ریتم‌هایی زیستی هستند که با محرک‌هایی غیر از نور هماهنگ می‌شوند. موش‌های حفار برهنه کل زندگی خود را زیر زمین می‌گذرانند و هرگز خورشید را نمی‌بینند؛ اما ساعت‌های شبانه‌روزی آن‌ها متناسب با چرخه‌های روزانه و فصلی دما و بارش باران است. همچنین صدف‌های دو‌کپه‌ای اعماق دریا و میگوهای چاه‌های گرمایی با جزرومدهای اقیانوسی هماهنگ می‌شوند.

باکتری‌هایی که در شکم انسان زندگی می‌کنند، با نوسان‌های ملاتونین در بدن میزبان هماهنگ می‌شوند. ملاتونین هورمونی در بدن است که در واکنش به تاریکی تولید می‌شود. تغییرات دمایی که در چاه‌های گرمایی به وجود می‌آیند، نوسان‌های رطوبت و تغییرات شیمیایی و جریان‌های محیطی همه می‌توانند نوسان‌های زیستی را در بدن موجودات زنده رقم بزنند.

بر اساس پژوهش‌‌های جدید، زمین‌های M می‌توانند دارای چرخه‌های جایگزین برای روزها و فصل‌ها باشند. دانشمندان برای ارزیابی روزها و فصل‌ها در سیاره‌های بیگانه، مدل‌هایی اقلیمی را برای شبیه‌سازی محیط زمین‌های M و سیاره‌هایی مثل پروکسیما قنطورس بی تطبیق داده‌اند.

براساس شبیه‌سازی‌ها، تضاد بین سمت شب و روز سیاره‌ها باعث تولید تندبادها و جریان‌های جوی مشابه جریان تندباد زمین می‌شود. اگر سیاره‌ای آب داشته باشد، سمت روز آن احتمالا دارای ابرهای ضخیم مملو از رعد و برق است.

برهم‌کنش بین بادها، امواج جوی و ابرها می‌تواند وضعیت اقلیم را تغییر دهد و باعث تولید چرخه‌های منظم دمایی، رطوبت و بارش باران شود. طول این چرخه‌ها بسته به وضعیت سیاره‌ از صدها تا هزاران روز زمینی متغیر است؛ اما ربطی به دوره‌ی چرخش سیاره ندارد. با اینکه ستاره‌ها در آسمان این سیاره‌ها ثابت باقی می‌مانند، محیط تغییر می‌کند.

شاید حیات روی زمین‌های M متناسب با ریتم‌های زیستی و چرخه‌های اقلیمی تکامل پیدا کند یا شاید تکامل به راه‌حلی عجیب‌تر برسد. می‌توان تصور کرد گونه‌هایی که در سمت روز سیاره زندگی می‌کنند برای استراحت به سمت شب بروند و خود را احیا کنند.

توصیفات یادشده به ما یادآوری می‌کند که اگر حیاتی آن بیرون وجود داشته باشد، می‌تواند فرضیه‌هایی را که از وجودشان بی‌اطلاع هستیم، زیر سوال ببرد. تنها قطعیت موجود این است که ما را شگفت‌زده خواهد کرد.