کشف ردپای احتمالی حیات در جو سیاره زهره

در شرایطی که کاروانی از کاوشگرهای بین‌المللی در مدار و مسیر مریخ‌اند تا مگر کوچک‌ترین رد پایی از وجود (بقایای) حیات میکروبی را در این سیاره بیابند، تشخیص مقادیر ناچیزی از گاز فُسفین در ابرهای سیاره زهره، آن‌هم از روی زمین، نگاه‌ها را به سمت این سیاره‌ فراموش‌شده معطوف کرده است. تشخیص فسفین – گازی بدبو و اشتعال‌پذیر بر روی زمین، که سمی برای حیات هوازی محسوب می‌شود – به طرز تناقض‌آمیزی هم‌اینک نزدیک‌ترین نشانه به احتمال وجود حیات در خارج از سیاره ماست.

دورنمای زهره از دید فضاپیمای ژاپنی آکاتسوکی.

تا جایی که می‌توان به قطعیت گفت، تنها منشأ گاز ناپایدار فسفین می‌تواند یا فعالیت‌های انسانی باشد، یا فعالیت‌ میکروب‌های بی‌هوازی در محیط‌های خالی از اکسیژن – مثل گورستان زباله‌ها، زمین‌های باتلاقی، و حتی روده‌ حیوانات. این گاز همچنین در مقیاس صنعتی به عنوان یکی از عاملین مهلک شیمیایی در جنگ جهانی اول استفاده می‌شد، و هنوز هم به عنوان یکی از سموم دفع آفات در صنعت کشاورزی کاربرد دارد.

محدودیت چشمگیر منابع طبیعی این گاز، گروهی از ستاره‌شناسان را در اوایل سال میلادی جاری به این فکر واداشته بود که به رغم دشواری تشخیص نشانه‌های طیفی فسفین، از آن به عنوان یک «بایومارکر» موثق در رصد سیارات فراخورشیدیِ زمین‌مانند استفاده کنند – یعنی ترکیبی که تنها علت توضیح‌دهنده آن در جو یک سیاره، وجود حیات است.

لازم به توضیح است که این گاز پیش‌تر در جو سیارات مشتری و زحل نیز تشخیص داده شده بود، اما دما و فشار سرسام‌آور لایه‌های تحتانی این سیارات گازی، کفاف تولید فسفین از شیوه‌های کاملاً غیرزیستی را می‌دهد؛ حال‌آنکه در سیارات سنگی چنین شرایطی برقرار نیست.

با این‌حال، اخیراً گروهی از محققان بین‌المللی به سرپرستی جین گریوز از دانشگاه کاردیف انگلستان اعلام کرده‌اند که طی رصدهایی که سه سال پیش‌ از زهره صورت داده‌اند، نشانه‌هایی از وجود این گاز را در جو این سیاره یافته‌اند. این رصدها در امواج میلیمتری صورت گرفت، چراکه جو زمین نشانه‌های طیفی گاز فسفین را در نور مرئی جذب می‌کند؛ رصدهایی که نخست از طریق تلسکوپ جیمز کلرک مَکسول، مستقر بر قله موناکه‌آی هاوایی، و سپس مستقلاً از طریق رصدخانه رادیویی ALMA، مستقر بر فلات چاخناتور شیلی صورت داده شدند.

تصمیم بر این بود تا یک تلسکوپ سوم (تلسکوپ هوایی SOFIA) نیز این رصدها را تکرار کند، اما شیوع گسترده ویروس کرونا مانع از تحقق فاز سوم این رصدها شد – که در این‌صورت با اطمینان بیشتری می‌شد از تشخیص این گاز در جو زهره سخن گفت.

داده‌های حاصل از رصد زهره توسط رادیوتلسکوپ‌های رصدخانه ALMA. چپ: نشانه‌ی طیفی جذب نور توسط ترکیب فسفین در سرتاسر جو زهره (فرورفتگی)؛ راست: حضور فسفین در جو سیاره، به تفکیک عرض جغرافیایی. نمودار سیاه، نماینده نواحی قطبی جو، نمودار آبی نماینده عرض‌های میانی، و نمودار قرمز نماینده مناطق استوایی جو سیاره است. همچنان‌که پیداست، فسفین تنها در عرض‌های میانی، و ارتفاع ۵۶ کیلومتری از سطح سیاره، که شرایط مساعدتری برای میزبانی از حیات دارند تشخیص داده شده است.

با فرض بر اینکه این سیگنال‌ها به‌واقع نویز نبوده‌اند (که البته در حال حاضر احتمالی ضعیف محسوب می‌شود)، تنها توضیح موجود برای وجود این گاز در جو زهره، یا می‌تواند وجود حیات میکروسکوپی ِ بی‌هوازی باشد، یا وجود فرآیندهای شیمیایی ِ غیرزیستی‌ای که تاکنون ناشناخته مانده‌اند. اگر فعلاً از حالت دوم صرف‌نظر کنیم، احتمال وجود چنین حیاتی بر «سطح» سیاره تقریباً منتفی است، چراکه محاسبات سطح‌نشین‌های روسی «ونرا» در دهه ۱۹۶۰ میلادی گویای آن است که زهره گرم‌ترین سیاره منظومه ما با دمای سطحی ۴۶۵ درجه سانتیگراد، و فشار جوی ۹ مگاپاسکال (معادل ۹۰ برابر فشار هوا در سطح دریاهای زمین) است.

اما در لابلای ابرهای درهم‌فشرده‌ این سیاره که فشار هوا کمتر است و دما نیز مساعدتر، احتمال وجود حیات از نوعی که هم‌اینک می‌شناسیم بالاتر می‌رود – احتمالی که بالغ بر شش دهه پیش مطرح شده بود. حال با این کشف تازه، باید منتظر مطالعاتی دقیق‌تر بر روی ابرهای مرموز زهره بود.

تلسکوپ ۱۵ متری جیمز کلرک مکسول، واقع در ارتفاع ۴۲۰۰ متری سطح دریا که آسمان را در امواج زیرمیلیمتری زیر نظر دارد.

زهره را دوقلوی زمین می‌نامند؛ نزدیک‌ترین سیاره به ما با قطری تنها ۳۰۰ کیلومتر کمتر از زمین، که در عین حال با غلاف ضخیمی از ابر پوشیده شده. وجود این ابرهای دائمی، مانع از دسترسی مستقیم سیاره‌شناسان به مناظر سطحی این سیاره شده است، و لذا تا پیش از فرود سطح‌نشین‌های ونرا، نمی‌شد هیچ تصوری از شباهت‌ها یا تفاوت‌های زمین‌شناختی آن با زمین صورت داد. اما معدود عکس‌هایی که این سطح‌نشین‌ها به زمین مخابره کردند، سیمای یک دوزخ بالفعل را به تصویر می‌کشید.

نمای پانورامیک از سطح زهره از دید سطح‌نشین روسی ونرا-13 در سال ۱۹۸۲. قطعه‌ دایره‌ای‌شکل روبروی کاوشگر، محافظ دوربین است که با هدف محافظت لنز از دمای مهلک سطح سیاره بر آن تعبیه شده بود، اما به مجرد فرود فضاپیما، به واسطه دمای بالای محیط از دوربین جدا شد.

اعزام مأموریت آمریکایی «ماژلان» به مدار زهره در سال ۱۹۸۹، نقطه‌ی عطفی را در اکتشافات این سیاره رقم زد. ماژلان با نقشه‌برداری راداری از سرتاسر زهره، برای نخستین بار از وجود برخی عوارض پیچیده‌ی سطحی و پیشینه پررمز و راز این سیاره پرده برداشت. مطابق این یافته‌ها، تصور می‌رود که چیزی در حدود ۷۱۵ میلیون سال پیش، طی اتفاقی ناشناخته، کل سطح سیاره زهره دچار یک دگرگونی شد.

بر اثر این دگرگونی و آغاز فعالیت‌های گسترده‌ آتشفشانی در این سیاره، مقادیر قابل توجهی گاز دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید گوگرد به جو زهره تزریق شد، که به تقویت چندبرابری اثر گلخانه‌ای در این سیاره انجامید. تقویت اثر گلخانه‌ای، دمای متوسط سیاره را در بلندمدت افزایش داد، و در نتیجه‌ی این افزایش دما، اقیانوس‌های احتمالی این سیاره نیز تبخیر شدند و حجم عظیمی بخار آب به جو زهره راه پیدا کرد (که خود عاملی مؤثر در تقویت اثر افسارگسیخته‌ی گلخانه‌ای بود).

مجموعه‌ عوامل فوق، زهره را به سیاره‌ای جهنمی مبدل ساخت، و چنانچه تا به آن مقطع نیز حیاتی در این سیاره پا گرفته بود، از میان رفت تا فقط درصد ناچیزی از ارگانیسم‌های جان‌سخت در ابرهای این سیاره دوام پیدا بکنند. چنانچه این فرضیات با واقعیت همخوانی داشته باشد، کشف اخیر مولکول فسفین می‌تواند مدرکی محکم در تأیید وجود این گونه‌های جان‌سخت حیات محسوب بشود.

تأیید رصدهای اخیر، همچنین می‌تواند انگیزه‌ای باشد برای اعزام انواع جدیدی از کاوشگرها به «جو» زهره؛ اعم از بالن‌ها، هلیکوپترها، یا مدارگردهایی که از دسترسی‌ای ویژه به طبقات فوقانی و مرموز جو این سیاره برخوردارند.