هل يكفي الأكسجين للنجاة على كوكب غريب؟
هل يكفي الماء والأكسجين لجعل كوكب بعيد صالحاً للحياة؟ يستكشف «Exoplanet» هذا السؤال عبر مغامرة طاقم عالق، فيما يشرح المقال لماذا قد يكون الهواء الغني بالأكسجين قاتلاً، ولماذا لا يثبت جزيء واحد وجود حياة.
لا تكفي درجة حرارة تشبه درجة حرارة الأرض، ولا وجود الماء السائل، ولا وفرة الأكسجين، لنضمن أن يخلع البشر خوذاتهم بأمان على كوكب خارج المجموعة الشمسية. هذه الفكرة هي ما يتتبعه العمل الصوتي الخيالي «Exoplanet» الذي تنتجه منصة Audible، وهو إثارة علمية تنتهي فيها مغامرة ثلاثة من أفراد طاقم المركبة Wild Blue Yonder عالقين على كوكب غريب.
ما قصة «Exoplanet»؟
كتب العمل Benjamin Percy، وهو كاتب قصص مصوّرة، وتولّى Andy Weir الإنتاج التنفيذي. وWeir هو مؤلف روايتي Project Hail Mary وThe Martian. ويضم طاقم الأداء الصوتي كلاً من Anthony Mackie وAriana DeBose وJohn Leguizamo.
تدمّرت مركبة الطاقم، وبات مخزون الأكسجين لديه منخفضاً إلى حدّ خطير. وتقوم الحبكة على كوكب فيه صحارى بركانية وسماوات غير مألوفة وبيئات تبدو غير معقولة. أحد أفراد الطاقم يرى شمساً خافتة بما يكفي للنظر إليها مباشرة، وآخر يواجه حرّاً لاهباً بين صخور حمراء لفحتها الشمس.
والعمل متاح حصرياً عبر Audible. ويستطيع أعضاء المنصة في بعض فئات الاشتراك الاستماع إليه مجاناً، كما يمكن شراؤه بشكل منفصل. وتصف المواد الترويجية الإثارة بأنها ذات ثلاثة خطوط زمنية، وتصف Weir بأنه المؤلف الأكثر مبيعاً في المرتبة الأولى.
كيف يقرأ الفلكيون نجماً بعيداً؟
يبدأ تقدير صلاحية أي عالم للحياة من نجمه. يفكّك التحليل الطيفي (Spectroscopy) ضوء النجم إلى أطوال موجية، فينتج طيف يشبه قوس قزح. ويستخدم الفلكيون أطياف النجوم لدراسة درجات حرارتها وتركيبها وخصائص فيزيائية أخرى.
وتعتمد الطاقة التي يتلقاها الكوكب على أمرين: لمعان نجمه، أي كمية الطاقة التي يشعّها، والمسافة المدارية بينهما. وتُعرف المنطقة التي قد تسمح فيها الحرارة ببقاء الماء السائل على السطح بالمنطقة الصالحة للحياة، وذلك إذا كان للكوكب غلاف جوي مناسب. ويمكن الاطلاع على بحث عن هذه المنطقة.
لكن الموقع في هذه المنطقة لا يكفي. فالكوكب الذي يدور حول قزم أحمر بارد يجب أن يكون أقرب إلى نجمه بكثير من قرب الأرض إلى الشمس. والنجوم تطلق أشعة فوق بنفسجية وأشعة سينية قد تغيّر كيمياء الأغلفة الجوية وتسهم في فقدانها. كما تنتج التوهجات النجمية دفقات من الإشعاع عالي الطاقة. والنجوم الفتية أكثر نشاطاً في الغالب، ولذلك قد يؤدي إشعاعها مع الزمن إلى تآكل الأغلفة الجوية للكواكب. وتتغير لمعانات النجوم مع تقدمها في العمر وتطورها، وهذا يمكن أن يبدّل الظروف على الكواكب التي تدور حولها تبديلاً كبيراً. وتتناول دراسة عن تأثير النجوم في الأغلفة الجوية هذا الجانب.
هل يعني وجود الأكسجين أن الهواء صالح للتنفس؟
في القصة، يكتشف أحد أفراد الطاقم أن الغلاف الجوي يحوي ما يكفي من الأكسجين للتنفس دون بدلة فضاء. وهنا يظهر الفرق بين الظاهر والحقيقة. يشكّل الأكسجين نحو 21% من جو الأرض، لكن نسبة مماثلة في مكان آخر لا تجعل الغلاف الجوي آمناً للتنفس تلقائياً.
فانخفاض الضغط الجوي على الارتفاعات العالية يعني أن كمية أقل من الأكسجين تصل إلى رئتي الإنسان. وتتناول وثيقة لوكالة ناسا العلاقة بين الضغط الجوي وصلاحية الغلاف للسكن. وفي الكوكب الخيالي تطلق التضاريس البركانية ثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين، وهما غازان خطيران عند التراكيز العالية. فقد يكون الغلاف الجوي غنياً بالأكسجين ومميتاً في الوقت نفسه، بسبب الضغط أو بسبب غازات سامة.
ماذا يقول جزيء واحد عن الحياة؟
قبل وصول Wild Blue Yonder، رصدت مسابير على الكوكب ثنائي ميثيل الكبريتيد (Dimethyl sulfide)، وهو مركّب يرتبط على الأرض بنشاط الكائنات الحية. وللقصة نظير في الواقع، فقد بحث الفلكيون في احتمال وجود هذا المركّب في الغلاف الجوي للكوكب K2-18 b، الذي يدور حول قزم أحمر. ويمكن مطالعة تحقيق في المسألة. غير أن رصد المركّب هناك وتفسيره بيولوجياً لا يزالان موضع جدل واسع، كما في هذه الورقة عن الرصد المختلف عليه.
والمنطق العلمي هنا واضح: جزيء واحد مرصود ليس دليلاً قاطعاً على الحياة. فكيمياء الغلاف الجوي والإشعاع النجمي يؤثران في وجود الجزيء. ولذلك يتطلب تقييم الجزيئات التي قد تدل على الحياة دراسة غلاف الكوكب الجوي والإشعاع النجمي الذي يتلقاه معاً.
ما الذي يبقى من هذا كله؟
اكتشف الفلكيون آلاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية. ويتبيّن من الأمثلة السابقة أن بقاء الحياة يتحدد بتفاعل المسافة المدارية والغلاف الجوي والجيولوجيا والبيئة النجمية. وإمكان أن يكون الكوكب صالحاً للحياة لا يثبت أنه آمن للبشر. ويبقى السؤال المفتوح عند كل كوكب جديد: ما الذي يخفيه غلافه الجوي، وما الإشعاع الذي يتلقاه من نجمه؟
أخبار ذات صلة
ناسا تبدأ مسعى جديداً لإعادة عينات المريخ إلى الأرض
لا نستطيع رؤية الومضات الراديوية السريعة، لكن أصبح بإمكاننا سماعها الآن بفضل كاتدرائية فنلندية
فيزيائيون يقترحون جهازًا كميًا جديدًا لقياس كيف يلوي دوران الأرض الزمكان
