تاریخ انتشار : ۱۳۹۸/۰۴/۱۸ ساعت ۱۶:۴۶
کد مطلب : ۱۸۲۱۹۰
سیارک‌ها عامل پخش حیات در کهکشان هستند
گروه علم و فناوری: یک مطالعه جدید از محققان دانشگاه هاروارد نشان می‌دهد که حیات از طریق سیارک‌ها در سراسر کهکشان در حال پخش است.
زمین تنها جایی است که با قطعیت می‌دانیم میزبان حیات است، اما با توجه به بزرگی جهان قابل مشاهده اطراف، این احتمال وجود دارد که ما تنها نباشیم.پیش از این نیز گفته می‌شد که حیات می‌تواند سوار بر سیارک‌ها یا ستاره‌های دنباله‌دار به واسطه یک فرآیند شناخته شده به عنوان "پان‌اسپرمیا"(panspermia) از جهانی به جهان دیگر سفر کند.پان اسپرمیا به معنای بذر، فرضیه‌ای است که معتقد است زندگی در جایی به وجود نمی‌آید، بلکه همواره در جهان وجود داشته، بذرهای آن در جای جای جهان هستی پراکنده شده و پیوسته از نقطه‌ای به نقطه دیگر انتقال می‌یابد.طرفداران این فرضیه اعتقاد دارند اندامگان (حیات روی زمین) توسط این بذرها از فضا وارد زمین شده است.اکنون تیم تحقیقاتی دانشگاه هاروارد به محاسبه احتمال وقوع این سناریو در سرتاسر کهکشان راه شیری پرداخته است و به نظر می‌رسد به احتمال بسیار بالایی رسیده است.تصور می‌شد که "پان‌اسپرمیا" معمولاً در سیستم سیاره‌ای امکان‌پذیر است و دانشمندان نیز وقت زیادی برای استریل کردن فضاپیماها می‌گذارند تا از انتقال میکروب‌های زمین به دنیاهای دیگر جلوگیری کنند. اما به نظر می‌رسد سیارک‌ها می‌توانند این کار را مخصوصاً در یک سامانه مانند "تراپیست -1"(TRAPPIST-1) که یک همسایه نزدیک با هفت سیاره نزدیک به هم است، به طور طبیعی انجام دهند. اما آیا "پان‌اسپرمیا" می‌تواند در مقیاس کهکشانی هم رخ دهد؟
به گفته تیم تحقیقاتی هاروارد، این واقعه می‌تواند در مقیاس کهکشانی هم رخ دهد. محققان تخمین زده‌اند حدود ۱۰ تریلیون جرم با اندازه مشابه با سیارک‌ها در سراسر کهکشان حامل حیات هستند. اجرام بزرگ‌تر حامل حیات به ندرت یافت می‌شوند، اما باز هم تعداد کمی ندارند.محققان برآورد می‌کنند که حدود ۱۰۰ میلیون جرم آسمانی به اندازه انسلادوس (قمر زحل با ۵۰۰ کیلومتر عرض) و تقریباً ۱۰۰۰ جرم به اندازه سیاره زمین می‌توانند حامل حیات یا ماده پریبیوتیک باشند."ایدن گینزبرگ" نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: بزرگترین نگرانی افراد برای مدت‌های طولانی این بود که اشعه ماورا بنفش، حیات را از روی این اجرام از بین می‌برد. اما اکنون فهمیدیم که اگر از آنها حتی در حد چند اینچ زیر یک تکه سنگ یا یخ محافظت شود، جان سالم به در می‌برند.وی افزود: حتی شکل‌های پیچیده‌تری از حیات مانند خرس‌های آبی یا خوکچه‌های خزه‌ای وجود دارند که می‌توانند در فضا زنده بمانند. آنها به سادگی به خواب زمستانی می‌روند. بنابراین ما می‌دانیم که میکروب‌ها بر روی یک سیاره می‌توانند زنده بیرون بیایند و در فضا نیز زنده بمانند. آنها حتی می‌توانند در روند انتقال به یک سیاره جدید نیز زنده بمانند.
خرس آبی یا خوکچه خزه‌ای (Tardigrada) جانور آبزی کوچکی با هشت پا است که به عنوان گونه‌ای از پیچیده‌ترین جانوران شدت‌دوست شناخته شده است. این جانور یک شاخه از پوست‌اندازان است که کندرو تباران نیز خوانده می‌شوند.اما برای محاسبه شانس وقوع این اتفاق، محققان نقاط فعال واقع در گوشه دیگری از کیهان نگاه می‌کردند و کمتر جایی مثل مرکز کهکشان فعال است، جایی که ابرسیاه‌چاله می‌تواند اجرام را به بیرون پرت کند.گینزبرگ می‌گوید: منظومه شمسی ما نسبتاً پایدار است، اما مکان‌های دیگر به ویژه در مرکز کهکشان، همه چیز ناپایدار و در حرکت است و اجرام مدام در آمد و شد هستند. سیاره‌ها، خرده‌سیاره‌ها، دنباله‌دارها، قمرها، سیارک‌ها، همه و همه در مرکز کهکشانی به وفور یافت می‌شوند، به طوری که مرکز کهکشان می‌تواند مانند یک قاصدک عمل کند و این اجرام را به بقیه کهکشان بفرستد.
خرده‌سیاره به جسمی متشکل از سنگ، غبار و دیگر موادی که ابر اولیه منظومه خورشیدی ما را تشکیل می‌دهد، می‌گویند. ابعاد خرده سیاره‌ها از چندین متر تا چند صد کیلومتر متغیر است. این اجرام، در زمان تشکیل سیارات تشکیل شدند و به نوعی می‌توان آنها را سیارات ریز قلمداد کرد؛ هر چند بسیار کوچک‌تر از این مفهومند. نظریه خرده‌سیارات، توسط ستاره‌شناس روسی، ویکتور سافرونوف ارائه شد که نظریه‌ای است پیرامون چگونگی تشکیل سیارات.تیم تحقیقاتی برای رسیدن به این نتایج مجبور بود بسیاری از متغیرهای مختلف را در نظر بگیرد و احتمال پخش حیات به این روش را بررسی کند. آنها اجرام مختلف با سرعت‌های متفاوت را که توسط سیاه‌چاله پرتاب شده‌اند، در نظر گرفتند و احتمال جذب توسط گرانش ستارگان دیگر، مدت زمان سفر آنها و میزان سرسخت بودن انواع مختلف حیات را بررسی کردند.
گینزبرگ افزود: این یک انتگرال هفت بعدی است. من فکر نمی‌کنم شما بتوانید متغیر دیگری را بدون در نظر گرفتن چیزی مانند نظریه ریسمان در نظر بگیرید. این تنها یک آزمایش استدلالی نیست، بلکه از لحاظ ریاضی فوقالعاده دقیق است. ما ریاضیات، فیزیک و زیست شناسی را با هم تجمیع کردیم و یک تصویر واضح از چگونگی امکان وقوع پان‌اسپرمیا در سطح کهکشانی ارائه کردیم.نظریه ریسمان(String theory) مبحث و دیدگاهی در فیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی‌های بالاست. این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی هسته‌ای قوی به وجود آمد، ولی پس از مدتی با گسترشکرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سال‌های ۱۹۸۰ دوباره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف‌کردن ناهنجاری‌های تئوری ابرگرانش وارد صحنه شد. بنابر آن، ماده در بنیادین‌ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. همان‌طور که حالت‌های مختلف نوسانی در سیم‌های سازهای زهی مثل گیتار صداهای گوناگونی ایجاد می‌کند، حالت‌های مختلف نوسانیِ این ریسمان‌های بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه‌گر می‌شود.
خاصیت مهم اَبَرریسمان که فیزیک‌دانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش (نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریهٔ میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی نیروی الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی) را توصیف می‌کند، به هم مرتبط می‌سازد.در پایان تیم متوجه شد که پان‌اسپرمیا کاملاً در مقیاس کهکشانی امکان پذیر است، چرا که تریلیون‌ها شیء آسمانی حامل حیات در کهکشان ما گشت می‌زنند.طبق محاسبات محققان، بیشترین احتمال، جذب توسط گرانش ستاره‌ها است. ضمن اینکه این اجرام با سرعت بین ۱۰ تا ۱۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند، اما این جذب می‌تواند در سرعت بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه نیز رخ دهد.البته این نتایج در حال حاضر صرفاً فرضی است، اما تحقیقات قانع کننده‌ای از آن پشتیبانی می‌کند.هدف نهایی این است که پان‌اسپرمیا را در عمل ببینیم، اما با فناوری‌های فعلی راه زیادی تا رصد آن باقی مانده است.فعلاً ستاره شناسان می‌توانند از پیدا کردن شواهدی از وجود میکروب در نمونه‌های خاک مریخ یا سیارک‌ها شروع کنند.این تحقیق در مجله Astrophysical منتشر شده است.
به گفته تیم تحقیقاتی هاروارد، این واقعه می‌تواند در مقیاس کهکشانی هم رخ دهد. محققان تخمین زده‌اند حدود ۱۰ تریلیون جرم با اندازه مشابه با سیارک‌ها در سراسر کهکشان حامل حیات هستند. اجرام بزرگ‌تر حامل حیات به ندرت یافت می‌شوند، اما باز هم تعداد کمی ندارند.محققان برآورد می‌کنند که حدود ۱۰۰ میلیون جرم آسمانی به اندازه انسلادوس (قمر زحل با ۵۰۰ کیلومتر عرض) و تقریباً ۱۰۰۰ جرم به اندازه سیاره زمین می‌توانند حامل حیات یا ماده پریبیوتیک باشند."ایدن گینزبرگ" نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: بزرگترین نگرانی افراد برای مدت‌های طولانی این بود که اشعه ماورا بنفش، حیات را از روی این اجرام از بین می‌برد. اما اکنون فهمیدیم که اگر از آنها حتی در حد چند اینچ زیر یک تکه سنگ یا یخ محافظت شود، جان سالم به در می‌برند.وی افزود: حتی شکل‌های پیچیده‌تری از حیات مانند خرس‌های آبی یا خوکچه‌های خزه‌ای وجود دارند که می‌توانند در فضا زنده بمانند. آنها به سادگی به خواب زمستانی می‌روند. بنابراین ما می‌دانیم که میکروب‌ها بر روی یک سیاره می‌توانند زنده بیرون بیایند و در فضا نیز زنده بمانند. آنها حتی می‌توانند در روند انتقال به یک سیاره جدید نیز زنده بمانند.
خرس آبی یا خوکچه خزه‌ای (Tardigrada) جانور آبزی کوچکی با هشت پا است که به عنوان گونه‌ای از پیچیده‌ترین جانوران شدت‌دوست شناخته شده است. این جانور یک شاخه از پوست‌اندازان است که کندرو تباران نیز خوانده می‌شوند.اما برای محاسبه شانس وقوع این اتفاق، محققان نقاط فعال واقع در گوشه دیگری از کیهان نگاه می‌کردند و کمتر جایی مثل مرکز کهکشان فعال است، جایی که ابرسیاه‌چاله می‌تواند اجرام را به بیرون پرت کند.گینزبرگ می‌گوید: منظومه شمسی ما نسبتاً پایدار است، اما مکان‌های دیگر به ویژه در مرکز کهکشان، همه چیز ناپایدار و در حرکت است و اجرام مدام در آمد و شد هستند. سیاره‌ها، خرده‌سیاره‌ها، دنباله‌دارها، قمرها، سیارک‌ها، همه و همه در مرکز کهکشانی به وفور یافت می‌شوند، به طوری که مرکز کهکشان می‌تواند مانند یک قاصدک عمل کند و این اجرام را به بقیه کهکشان بفرستد.
خرده‌سیاره به جسمی متشکل از سنگ، غبار و دیگر موادی که ابر اولیه منظومه خورشیدی ما را تشکیل می‌دهد، می‌گویند. ابعاد خرده سیاره‌ها از چندین متر تا چند صد کیلومتر متغیر است. این اجرام، در زمان تشکیل سیارات تشکیل شدند و به نوعی می‌توان آنها را سیارات ریز قلمداد کرد؛ هر چند بسیار کوچک‌تر از این مفهومند. نظریه خرده‌سیارات، توسط ستاره‌شناس روسی، ویکتور سافرونوف ارائه شد که نظریه‌ای است پیرامون چگونگی تشکیل سیارات.تیم تحقیقاتی برای رسیدن به این نتایج مجبور بود بسیاری از متغیرهای مختلف را در نظر بگیرد و احتمال پخش حیات به این روش را بررسی کند. آنها اجرام مختلف با سرعت‌های متفاوت را که توسط سیاه‌چاله پرتاب شده‌اند، در نظر گرفتند و احتمال جذب توسط گرانش ستارگان دیگر، مدت زمان سفر آنها و میزان سرسخت بودن انواع مختلف حیات را بررسی کردند.
گینزبرگ افزود: این یک انتگرال هفت بعدی است. من فکر نمی‌کنم شما بتوانید متغیر دیگری را بدون در نظر گرفتن چیزی مانند نظریه ریسمان در نظر بگیرید. این تنها یک آزمایش استدلالی نیست، بلکه از لحاظ ریاضی فوقالعاده دقیق است. ما ریاضیات، فیزیک و زیست شناسی را با هم تجمیع کردیم و یک تصویر واضح از چگونگی امکان وقوع پان‌اسپرمیا در سطح کهکشانی ارائه کردیم.نظریه ریسمان(String theory) مبحث و دیدگاهی در فیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی‌های بالاست. این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی هسته‌ای قوی به وجود آمد، ولی پس از مدتی با گسترشکرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سال‌های ۱۹۸۰ دوباره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف‌کردن ناهنجاری‌های تئوری ابرگرانش وارد صحنه شد. بنابر آن، ماده در بنیادین‌ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. همان‌طور که حالت‌های مختلف نوسانی در سیم‌های سازهای زهی مثل گیتار صداهای گوناگونی ایجاد می‌کند، حالت‌های مختلف نوسانیِ این ریسمان‌های بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه‌گر می‌شود.
خاصیت مهم اَبَرریسمان که فیزیک‌دانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش (نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریهٔ میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی نیروی الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی) را توصیف می‌کند، به هم مرتبط می‌سازد.در پایان تیم متوجه شد که پان‌اسپرمیا کاملاً در مقیاس کهکشانی امکان پذیر است، چرا که تریلیون‌ها شیء آسمانی حامل حیات در کهکشان ما گشت می‌زنند.طبق محاسبات محققان، بیشترین احتمال، جذب توسط گرانش ستاره‌ها است. ضمن اینکه این اجرام با سرعت بین ۱۰ تا ۱۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند، اما این جذب می‌تواند در سرعت بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه نیز رخ دهد.البته این نتایج در حال حاضر صرفاً فرضی است، اما تحقیقات قانع کننده‌ای از آن پشتیبانی می‌کند.هدف نهایی این است که پان‌اسپرمیا را در عمل ببینیم، اما با فناوری‌های فعلی راه زیادی تا رصد آن باقی مانده است.فعلاً ستاره شناسان می‌توانند از پیدا کردن شواهدی از وجود میکروب در نمونه‌های خاک مریخ یا سیارک‌ها شروع کنند.این تحقیق در مجله Astrophysical منتشر شده است.
مرجع : ایسنا
