يمكن أن يكون دليل العصر الجوراسي هو المفتاح للعثور على كواكب خارجية صالحة للحياة

ربما لم تنته الأمور بشكل جيد بالنسبة للديناصورات على الأرض، لكن علماء الفلك في جامعة كورنيل يقولون إن “البصمة الضوئية” للظروف التي ساعدتها على الظهور هنا توفر قطعة مهمة مفقودة في البحث عن علامات الحياة على الكواكب التي تدور حول نجوم غريبة.

ووجد تحليلهم لآخر 540 مليون سنة من تطور الأرض، والمعروف باسم دهر الحياة الظاهرة، أن التلسكوبات يمكن أن تكتشف بشكل أفضل التوقيعات الكيميائية المحتملة للحياة في جو يشبه الأرض. خارج كوكب الأرض إنه يشبه العصر الذي عاشت فيه الديناصورات أكثر مما نعرفه اليوم.

ظهر زوجان رئيسيان من البصمات الحيوية – الأكسجين والميثان، والأوزون والميثان – بقوة في عينات الأرض منذ حوالي 100 مليون إلى 300 مليون سنة مضت، عندما كانت مستويات الأكسجين أعلى بكثير. قامت النماذج بمحاكاة أطياف الإرسال، أو بصمات الضوء، التي تسمح للغلاف الجوي بامتصاص بعض ألوان ضوء النجوم وتصفية ألوان أخرى، وهي معلومات يستخدمها العلماء لتحديد تكوين الغلاف الجوي.

التوقيعات الجوية التي تتغير عبر الزمن

وقالت ليزا كالدينيجر، مديرة معهد كارل ساجان (CSI): “إن البصمة الضوئية للأرض الحديثة كانت نموذجنا لتحديد الكواكب الصالحة للحياة، ولكن هذه البصمة أكثر وضوحًا – فهي أفضل في إظهار علامات الحياة”. أستاذ مشارك في علم الفلك. “هذا يمنحنا الأمل في أنه قد يكون من الأسهل قليلاً اكتشاف علامات الحياة في مكان آخر في الكون – حياة أكبر وأكثر تعقيدًا.”

كالدينيجر هو مؤلف مشارك لكتاب “مكافأة الأكسجين للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض: أطياف الأرض عبر دهر الحياة”. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائل. قادت المؤلفة الأولى، ريبيكا باين، وهي باحثة مشاركة في CSI، النماذج الجديدة، التي تصف حقبة مهمة بما في ذلك ظهور النباتات البرية والحيوانات والديناصورات.

وباستخدام تقديرات من نموذجين مناخيين محددين (يُطلق عليهما GEOCARB وCOPSE)، قام الباحثون بمحاكاة تكوين الغلاف الجوي للأرض وخلقوا أطياف الإرسال الناتجة على مدى خمس زيادات من دهر الحياة الظاهرة مدتها 100 مليون سنة. وقد شهدت كل منها تغيرات كبيرة مع تنوع المحيط الحيوي البحري المعقد، وتكاثرت الغابات وازدهرت المحيطات الحيوية الأرضية، مما أثر على تكوين الأكسجين والغازات الأخرى في الغلاف الجوي.

وقال باين: “إنها فقط أحدث 12% أو نحو ذلك من تاريخ الأرض، ولكنها تغطي جميع الأوقات التي كانت فيها الحياة أكثر تعقيدا من الإسفنج”. “إذا كنت تبحث عن شيء أكثر تقدمًا من كائن وحيد الخلية، فسوف تبحث في مكان آخر عن بصمات الأصابع الخفيفة هذه.”

الآثار المترتبة على استكشاف الكواكب الخارجية

في حين أن عمليات تطورية مماثلة قد تحدث أو لا تحدث على الكواكب الخارجية، يقول باين وكالدينيجر إن نماذجهما تملأ قطعة مفقودة من أحجية ما قد يبدو عليه دهر الحياة بالنسبة للتلسكوب.

كالدينيكر النمذجة المسبقة إن الشكل الذي تبدو عليه الأرض بالنسبة للمراقبين البعيدين يعتمد على التغيرات في جغرافيتها ومناخها وغلافها الجوي مع مرور الوقت، وهي “حقيقتنا الأساسية”، كما قال، لتحديد المصادر المحتملة للحياة في عوالم أخرى.

وقال كالدينيجر إنه حتى الآن، تم اكتشاف حوالي 35 كوكبًا صخريًا خارج المجموعة الشمسية في مناطق صالحة للسكن حيث قد توجد مياه سائلة. إن تحليل الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية -إذا كان لديه غلاف جوي- هو على حافة القدرة التكنولوجية ناساس تلسكوب جيمس ويب الفضائي ولكن الآن فرصة. لكن الباحثين قالوا إن العلماء بحاجة إلى معرفة ما الذي يبحثون عنه. تحدد نماذجهم الكواكب الشبيهة بالأرض التي تعود إلى حقب الحياة الحديثة باعتبارها الأهداف الواعدة لإيجاد الحياة في الكون.

وإذا تم اكتشاف كوكب حي خارج المجموعة الشمسية بغلاف جوي يحتوي على 30% من الأكسجين، فإن ذلك يتيح للعلماء أن يستمتعوا باحتمال -نظري بحت- أن الحياة لا تقتصر على الميكروبات، بل تشمل أيضا أنواعا كبيرة ومتنوعة مثل الميجالوصورات أو الميكرورابتور. مرة واحدة حول الأرض.

وقال باين: “إذا كانوا موجودين هناك، فإن هذا النوع من التحليل يساعدنا على معرفة المكان الذي يعيشون فيه”.

وسواء كانت الديناصورات أم لا، فإن النماذج تؤكد أنه من مسافات بعيدة، فإن البصمة الضوئية لمثل هذا الكوكب ستتميز عن بصمة الأرض الحديثة.

وقال كالدينيجر: “نأمل أن نجد بعض الكواكب التي تحتوي على أكسجين أكثر من الأرض في الوقت الحالي، لأن ذلك سيجعل البحث عن الحياة أسهل قليلاً”. “من يدري، ربما هناك ديناصورات أخرى في انتظار اكتشافها.”

المرجع: RC Payne وL Kaldenegger، 13 أكتوبر 2023، “مكافأة الأكسجين للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض: أطياف الأرض عبر دهر الحياة الظاهرة” الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائل.
دوى: 10.1093/mnrasl/slad147

يشكر المؤلفون معهد كارل ساجان ومؤسسة برينسون لدعم الأبحاث.