هوا فضا اخترزیست‌شناسی

[Atilla]

اخترزیست‌شناسی یا برون‌زیست‌شناسی (به انگلیسی: Astrobiology) بررسی منشأ و خاستگاه، فرگشت، توزیع، و آیندهٔ حیات در جهان: زندگی فرازمینی و نیز حیات بر روی زمین است که اخترزیست‌شناسانِ میان‌رشته با به‌کارگیری آموخته‌های فیزیک، شیمی، اخترشناسی، زیست‌شناسی، زیست‌شناسی مولکولی، بوم‌شناسی، سیاره‌شناسی، جغرافیا، و زمین‌شناسی،

 

[Atilla]

 

[Atilla]

در حقیقت اختر زیست‌شناسی حوزهٔ تحقیق مشخصی ندارد؛ می‌توان گفت آن تلفیقی از چندین حوزهٔ علمی است که کاوش حیات برون‌زمینی و مطالعه دربارهٔ دیگر سیارات منظومهٔ شمسی و قمرهایشان از منظر زیست‌شناسی، وضعیت حیاتی فضانوردان در شرایط خارج از زمین و نیز پی بردن به این‌که حیات روی زمین از کجا منشأ گرفته‌است از وظایف اخترزیست‌شناسی است. توجه ویژه به چیستان پیچیدهٔ «بودن» یا «نبودنِ» گونه‌ای از زندگی در بیرون از کرهٔ خاک و این‌که اگر پاسخ مثبت باشد چگونگی و بود راه‌هایی که می‌توان به جست‌وجوی آن پرداخت، انگیزهٔ وجودی پژوهش‌های اخترزیست‌شناسی است.

 

[Atilla]

اختر زیست‌شناسی تنها با تکیه بر دستاوردهای علمی اخیر به‌طور شایسته‌ای گام به جلو برداشته‌است. این دانش به ما اجازه می‌دهد تا یافته‌های مربوط به اخترشناسی و زیست‌شناسی را در کنار هم بتوانیم بررسی کنیم. یک نمونهٔ عالی از دستاوردهای اخترزیست‌شناسی را می‌توان در مأموریت‌های مریخ نوردان دانست که توانستند داده‌های بسیاری از شرایط محیطی حاکم بر مریخ نظیر ویژگی‌های جوی، شیمیایی، دما و سایر موارد جمع‌آوری و به زمین مخابره نمایند. تحقیقات انجام شده بر روی شدت دوست(اکستروموفیل)ها، یعنی موجودات زنده‌ای که شرایط سخت مثل دمای بالا و پائین و فشارهای غیر متعارف برای حیات را ترجیح می‌دهند، اطلاعات تکان دهنده‌ای از میزان تنوع این موجودات به ما داده‌است. این اطلاعات ما را به فکر فرو می‌برد که زندگی تقریباً در تمامی مکان‌های کره زمین در جریان است. ترکیب دو علم اخترشناسی و زیست‌شناسی منجر به پی بردن به این حقیقت شده‌است که برخی میکروبها قطعاً می‌توانند در محیط کره مریخ بقا یابند؛ ولی با این حال هنوز موجود دارای حیاتی روی مریخ یافت نشده‌است. اخترزیست‌شناسی همچنین در پی یافت مکان‌هایی است که حیات را در خود جای داده‌اند. این دانش پرسش‌های مهمی مطرح می‌کند:

 

[Atilla]

منشأ حیات در زمین چیست؟
چرا تاکنون موجود زنده‌ای در سایر سیارات یافت نشده‌است؟
آیا حیات پیش‌تر در سیارات نابود شده‌است؟
آیا ما در این جهان تنها هستیم؟ اگر این‌گونه است، چرا؟

 

[Atilla]

در آوریل ۲۰۱۵ (فروردین ۱۳۹۴) برای نخستین بار در تاریخ دانش کیهان‌شناسی، دانشمندان موفق به کشف ترکیبات پیچیده‌ای از سیانید (که برای شکلی از حیات که ما می‌شناسیم ضروری است)، در خارج از منظومهٔ شمسی شدند. این تحقیقات که در بخشی از کیهان فیزیک مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین انجام شده‌است، مشخص کرد که ترکیباتی از سیانید به دور یک ستاره در فاصلهٔ ۴۵۰ سال نوری از زمین در حال چرخش هستند. ترکیبات مذکور که به‌طور خاص هیدروژن سیانید (HCN)، متیل سیانید (CH3CN) و سیانو استیلن (HC3N) هستند در مدار ستاره‌ای به نام MWC480 یافت شده‌اند. این ترکیبات در غلظت و چینشی کشف شده‌اند که در زمان آغاز حیات در منظومهٔ شمسی در دنباله‌دارها اطراف این منظومه وجود داشته‌اند. ستاره‌ای که این ترکیبات در اطراف آن کشف شده، یک ستاره جوان (با سن چند میلیون سال) است که در صورت فلکی گاو (به انگلیسی: Taurus) قرار دارد. پیش از این نیز ترکیبات پایه‌ای از سیانید در دیگر نقاط فضا کشف شده بود اما این نخستین بار است که ترکیبات پیچیده‌ای در این سطح در جایی در خارج از سامانهٔ خورشیدی رویت شد.

 

[Atilla]

برون زیست‌شناسی یا اگزوبیولوژی حوزه‌ای از دانش اخترزیست‌شناسی است که به مطالعه واکنش‌های حیاتی، زیست‌شناسی مولکولی و چگونگی ساز و کارهای زیستی در شرایط فضا و دیگر سیارات می‌پردازد. اینکه حیات در فضا و دیگر سیارات به چه شکلی است، چه رفتاری دارد و در چه مکان‌هایی از فضا می‌تواند شکل گیرد از سوالاتی است که برون زیست‌شناسی در جستجوی پاسخ به آن است.

 

[Atilla]

یکی از اهداف اخترزیست‌شناسی بررسی زیست‌شناسی در مقیاس سیارات است. با زیست‌شناسی سیاره‌ای می‌توان نمونه‌های اتمسفر و سنگ‌های دیگر سیارات را به منظور یافتن ترکیبات آلی و فسیل باکتری‌ها بررسی کنیم. نتایج بدست آمده از مطالعات روی کندریت‌هایی با بیش از ۵ درصد کربن این انگیزه را به ما داده‌است تا فرضیه مواد آلی فرازمینی را به بوته آزمایش بگذاریم. یکی از این کندریت‌ها، شهاب سنگی بنام «مارکیسون» (Murchison) است که در سال ۱۹۶۹ در دهکده‌ای به همین نام در استرالیا کشف شد. این شهاب سنگ در حال حاضر مشهورترین سنگ آسمانی در روی زمین است. مارکیسون در همان مطالعات اولیه دانشمندان را در بهت و حیرت فراوان فروبرد، چرا که درون آن بیش از هشتاد نوع اسید آمینه مختلف با میزان بیش از یک قسمت در میلیون (ppm) شناسایی شد. هشت نوع از این مولکول‌ها جزو مولکول‌هایی هستند که اجزای اصلی پروتئین‌ها و آنزیم‌ها موجود در زمین را تشکیل می‌دهند. طی کنکاش لایه‌های یخی قطب جنوب کلکسیونی از قطعات شهاب سنگی یافت شده‌است که حاوی مولکول‌های قند و بازهای نوکلئیک بوده‌اند. این یافته‌ها نظریهٔ حیات فرازمینی را در اذهان بشدت تقویت کرد. نکتهٔ حائز اهمیت تر خرده شهاب‌های یافت شده در قطب جنوب اینست که بسیاری از قطعات با اندازهٔ بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ میکرومتر کندریت‌های ذوب نشده هستند؛ یعنی توانسته‌اند بدون دریافت فشار و شوک حرارتی از جو زمین عبور کنند.

 

[Atilla]

دانشمندان احتمال می‌دهند این سنگ‌ها زمانی وارد سیارهٔ ما شده‌اند که زمین همچنان فاقد اتمسفر بوده‌است. در فوریهٔ ۲۰۰۶ فضاپیمای Stardust متعلق به ناسا نمونه‌هایی از غبار مربوط به دنباله‌دارها را از آنسوی مدار ماه به زمین آورد. دانشمندان توانستند به حقایق ارزشمندی از ترکیب این سنگ‌های سرگردان دست یابند. تخمین زده می‌شود طی ۶۰۰ میلیون سال گذشته ۱۰۲۰ گرم کربن از فضا وارد زمین شده‌است، این مقدار از کل میزان کربن توده زنده کره زمین بیشتر است. اکنون ما می‌دانیم منبع اصلی مواد آلی که امروزه در پیکره جانداران وجود دارد نه بطن کره زمین بلکه فضای ماورای اتمسفر آن می‌باشد. اما سؤالی که پدید می‌آید اینست که اگر شهاب سنگ‌ها می‌توانند این همه مولکول آلی را وارد زمین کنند، چرا نتوانند خود موجودات زنده را به زمین آورند. البته بایستی خاطر نشان کرد اکثر اجرام فضایی تا هنگام ورود به زمین شرایط بسیار رنج آوری را تجربه می‌کنند. پی بردن به اینکه موجودات دارای حیات چگونه می‌توانند در این شرایط دشوار زنده بمانند اولین گام برای بحث در مورد انتقال بین سیاره‌ای ارگانیسم هاست. شرایط زندگی در فضا و کرات دیگر به مراتب دشوارتر از هر زیستگاه بحرانی است که در روی زمین می‌توان سراغ داشت. از این‌رو باید آزمایش‌ها مداومی برای سنجیدن میزان انعطاف و تحمل‌پذیری اشکال حیاتی زمین در محیط‌های مشابه سایر سیارات انجام گیرد تا به یک روشنگری کلی در مورد میزان قابلیت بقا در شرایط فرازمینی دست پیدا کنیم.

 

[Atilla]

راه دیگر انتقال حیات از سیارات مادری به سایر مکان‌های فضایی موجودات هوشمندی هستند که از فناوری‌های پیشرفته مسافرت‌های بین سیاره‌ای برخوردارند، چیزی که ما آن را سفینه‌های سرنشین دار می‌نامیم. تقریباً تمام زیستگاه‌های کره زمین با موجودات زنده اشغال شده‌اند. شاید در میان این موجودات انواعی باشند که قادرند برای یافتن هدف غائی خود و شکوفایی بیشتر راه فضا و دنیاهای دیگر را در پیش گیرند.