اگر تا به حال رؤیای سفر به فضا را در سر داشتهاید، احتمالاً میدانید که این سفر با خطرات جدی همراه است. یکی از مهمترین این خطرات، پرتوهای کیهانیاند. این ذرات پرسرعت، با انرژی بالا به هر چیزی برخورد میکنند؛ حتی بدن انسان را سوراخ کرده، مولکولها را از هم میپاشند و به DNA آسیب میزنند. اما با وجود چنین ماهیتی ترسناک، همین پرتوها ممکن است به میکروبهای پنهان در زیر سطح یخی قمرهایی چون «اروپا» و «انسلادوس» کمک کنند تا زنده بمانند.
چگونه پرتوهای کیهانی میتوانند حیات را زیر یخ حفظ کنند؟
گروهی از پژوهشگران به رهبری «دیمیترا آتری» در دانشگاه نیویورک (پردیس ابوظبی)، فرآیندی به نام رادیولیز را بررسی کردند؛ حالتی که در آن، پرتوهای کیهانی با برخورد به یخ یا آب، مولکولهای آن را میشکنند و الکترونهایی آزاد میکنند. برخی باکتریهای زمینی میتوانند از این الکترونها برای تأمین انرژی استفاده کنند. آیا همین پدیده میتواند به حیات در دنیای یخزدهی منظومه شمسی کمک کند؟ این همان سؤالی بود که تیم آتری در پی پاسخ آن بود.
پرتوهای کیهانی و گامار، میتوانند به سطح سیاراتی با جو نازک مانند مریخ برسند و اتمها و مولکولها را یونیزه کنند. این یعنی منبعی انرژی برای میکروبهایی که میتوانند در برابر تابش شدید تاب بیاورند؛ و حتی در چنین محیطهایی رشد هم بکنند. بنابراین، نمیتوان احتمال نقش پرتوهای کیهانی بهعنوان منبع انرژی برای حیات در دنیای دیگر را نادیده گرفت.
قدرت شگفتانگیز ذرات پرسرعت
پرتوهای کیهانی از هستهٔ اتمهای سبک، عمدتاً هیدروژن و هلیوم، تشکیل شدهاند. این ذرات از منابع گوناگونی در جهان سرچشمه میگیرند: از خورشید گرفته تا انفجار ابرنواخترها، خوشههای ستارگان بزرگ و نواحی فعال اطراف سیاهچالهها. این ذرات با سرعتی نزدیک به نور حرکت میکنند و دانشمندان هنوز در حال بررسی چگونگی کسب انرژی آنها هستند.
اعتبار تصویر: ناسا / آژانس فضایی اروپا / دانشگاه ایالتی آریزونا
وقتی پرتوهای کیهانی به جو زمین برخورد میکنند، عمدتاً توسط جو دفع میشوند. اما گاهی برخی از آنها به سطح زمین میرسند و با برخورد به ذرات جو، بارش ثانویهای از ذرات دیگر ایجاد میکنند. در زمین، گاهی پرتوهای کیهانی مسئول بروز اختلالات رایانهای و مشکلات الکترونیکی شناخته میشوند. اما در فضا، شرایط متفاوت است.
فضانوردانی که به مدار زمین، ماه یا سیارات دیگر میروند، در برابر تابش شدید کیهانی قرار میگیرند و نیاز به سپرهای محافظ دارند. در مریخ، بهدلیل جو نازک، هیچ محافظی در برابر بارش همیشگی پرتوهای کیهانی وجود ندارد.
پرتوهای کیهانی و جهانهای یخی
تیم آتری در ابوظبی با شبیهسازیهای رایانهای، بررسی کرد که تابش پرتوهای کیهانی چقدر انرژی از طریق رادیولیز در سیارات و قمرهای یخی تولید میکند. نتایج نشان داد که انسلادوس (قمر زحل) میتواند گزینهای مناسب برای شکلگیری حیات در زیر یخهای خود باشد. مریخ و اروپا (قمر مشتری) نیز چنین پتانسیلی دارند.
این یافتهها باعث شکلگیری مفهومی جدید بهنام «منطقهٔ زیستپذیر رادیولیتیک» شد؛ یعنی منطقهای در منظومهها که در آن، آب مایع یا یخ در زیر سطح میتواند با تابش پرتوهای کیهانی، انرژی مورد نیاز برای حیات را فراهم کند. اگر چنین منطقهای واقعاً وجود داشته باشد، به این معناست که تعداد محلهای احتمالی برای وجود حیات در جهان بسیار بیشتر از چیزی است که تصور میکردیم.
آتری میگوید:
«این کشف دیدگاه ما نسبت به مکانهای احتمالی برای وجود حیات را تغییر میدهد. بهجای تمرکز بر سیارات گرم و نورگیر، حالا میتوانیم به مکانهای سرد و تاریک نیز فکر کنیم؛ بهشرطی که آب زیرسطحی و پرتوهای کیهانی وجود داشته باشند. زندگی ممکن است در جاهایی شکل گرفته باشد که هرگز تصور نمیکردیم.»
زندگی در مکانهایی فراتر از تصور
اگر پرتوهای کیهانی بتوانند به ایجاد یا ادامهٔ حیات کمک کنند، جستجوی حیات در کیهان نیز وارد مرحلهای تازه خواهد شد. حتی در منظومه شمسی خودمان، جهانهای یخی متعددی وجود دارند. در حال حاضر، پژوهشهای اخترزیستشناسی بیشتر بر سطح سیارات و مناطق بهاصطلاح «قابل سکونت» متمرکز است؛ یعنی جاهایی که آب مایع روی سطح وجود دارد.
اما از آنجا که پرتوهای کیهانی میتوانند چندین متر درون سطح سیارات نفوذ کنند، این یعنی لایههای زیرسطحی نیز ممکن است میزبان حیات باشند. برای مثال، اروپا که در ناحیهای با تابش شدید در اطراف مشتری قرار دارد، ممکن است با کمک همین پرتوها قادر به حفظ حیات باشد. در مورد انسلادوس هم همین امر صدق میکند.
در مریخ، با وجود آب شور در زیر سطح، شرایط سطحی برای حیات مناسب نیست؛ اما تابش پرتوهای کیهانی ممکن است فرآیندهایی را در لایههای زیرسطحی فعال کند که بتوانند محیطی قابلتحمل برای میکروبهای دوستدار نمک (هالوفیلها) ایجاد کنند.
تحقیقات این تیم مسیر تازهای در جستجوی حیات در سیارات دوردست پیش پای دانشمندان میگذارد. مسیری که حتی تاریکترین و سردترین نقاط منظومه شمسی ما را نیز در بر میگیرد.
