«تا زمانی که نتوانیم این سیگنالها را با وضوح بیشتری از هم تفکیک کنیم، باید بسیار محتاط باشیم تا آنها را به اشتباه بهعنوان نشانههای حیات تفسیر نکنیم.»
در سال ۱۴۰۲، پژوهشگرانی از دانشگاه کمبریج خبری هیجانانگیز منتشر کردند: تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (JWST) نشانههایی از وجود اقیانوسی از آب مایع ـ و شاید حتی حیات ـ را در سیاره K2-18b، یک سیاره فراخورشیدی گرم در فاصله ۱۲۴ سال نوری از زمین، رصد کرده بود. سپس در اوایل سال ۱۴۰۴، همان تیم اعلام کرد که شواهد قویتری نیز از وجود احتمالی حیات یافته است.
این نشانهها بر اساس رصد احتمالی مولکول دیمتیلسولفید (DMS) ـ که در زمین تنها توسط موجودات دریایی تولید میشود ـ و/یا ترکیب شیمیایی نزدیک آن DMDS در جو این سیاره بنا شده بود. این کشف، همراه با احتمال اینکه K2-18b یک «سیاره هایسیان» (Hycean world) با اقیانوسی از آب مایع باشد، توجه زیادی را به امکان میزبانی این سیاره از حیات جلب کرد.
اما این نتایج باعث بروز بحثهای داغی در میان اخترشناسان شد. در حالیکه در صورت صحت این کشف، آن را یک دستاورد انقلابی و نشاندهنده توان بالای JWST میدانند، بسیاری از دانشمندان نسبت به صحت رصد DMS و حتی اعتبار DMS بهعنوان نشانگر حیات ابراز تردید کردهاند. به همین دلیل، تیمهای مستقلی شروع به بررسی مجدد این ادعا کردهاند، و یکی از تازهترین مطالعات منتشرشده نیز این یافتهها را زیر سؤال برده است و اعلام میکند که شناسایی DMS توسط تیم کمبریج، آنقدر ضعیف بوده که نباید آنقدر رسانهای میشد.
اهمیت شواهد قوی
رافائل لوکه، پژوهشگر فوقدکتری در دانشگاه شیکاگو، گفت:
«اخترشناسی در میان علوم فیزیکی جایگاه ویژهای دارد. جذابیتهای بصری و پرسشهای بزرگ و فلسفیاش باعث شده بیشتر در رسانهها دیده شود. بنابراین طبیعی بود که حتی شناسایی موقت یک نشانه زیستی در جو یک سیاره فراخورشیدی توجه گستردهای جلب کند.»
با این حال، لوکه و همکارانش، از جمله کارولین پیوله-غورایب و مایکل ژانگ، همچنان قانع نشدهاند که دادههای مربوط به K2-18b نشانهای معتبر از حیات هستند. در پیشچاپ مقالهای در arXiv (که هنوز داوری نشده)، آنها شواهد اولیه را دوباره ارزیابی کردهاند.
«علم یعنی کنار هم گذاشتن شواهد و ضدشواهد.»
ژانگ توضیح میدهد که در پژوهش تیم اولیه، نتایج بهدستآمده از ابزارهای مختلف JWST با هم ناسازگار بودند؛ برای مثال، دادههای ابزار MIRI دمایی بسیار بالاتر از ابزارهای NIRISS و NIRSpec نشان میدادند. او تأکید میکند که باید تمام دادهها در یک مدل یکپارچه تحلیل شوند تا تصویر متناقضی از یک سیاره ارائه نشود.
در نتیجه، این تیم تحلیل مشترکی با استفاده از دادههای هر سه ابزار اصلی JWST انجام دادند تا تفسیر یکپارچهای از طیف K2-18b بهدست آورند ـ کاری که بهگفته آنها در پژوهش اصلی غایب بوده است.
«ما همان دادههای JWST را دوباره تحلیل کردیم، اما اینبار همراه با دادههای دیگر مربوط به همین سیاره که دو سال پیش منتشر شده بودند.»
پیوله-غورایب میگوید: «ما دریافتیم که سیگنال قویتری که در مشاهدات ۱۴۰۴ گزارش شده بود، وقتی تمام دادهها با هم ترکیب میشوند، بسیار ضعیفتر میشود.»
این کاهش قدرت سیگنال نشان میدهد که کشف اولیه ممکن است بهدلیل تکیه بر مجموعه دادهای محدود، بزرگنمایی شده باشد. ترکیب دادهها از منابع مختلف به دانشمندان امکان میدهد که قدرت و اعتبار واقعی یک سیگنال را بررسی کنند.
پیوله-غورایب توضیح میدهد:
«روشهای مختلف تحلیل و کدنویسی استخراج دادهها همواره نتایج کمی متفاوت میدهند. بنابراین باید روشهای گوناگونی را امتحان کرد تا ببینیم نتایج چقدر پایدار هستند. ما هرگز نشانهای بیشتر از مقادیر ناچیز از DMS یا DMDS ندیدیم، و حتی همین نشانههای ضعیف نیز در تمام روشهای تحلیلی مشاهده نشدند.»
او اضافه میکند:
«مهمتر از همه، ما نشان دادیم که با در نظر گرفتن طیفی از مولکولهایی که میتوانند بهصورت غیرزیستی در جو تشکیل شوند، میتوان همان ویژگیهای طیفی مشاهدهشده را بدون نیاز به فرض وجود DMS یا DMDS بازتولید کرد.»
بیش از یک راه برای رسیدن به نتیجه
مولکولهای موجود در جو سیارات فراخورشیدی معمولاً از طریق طیفسنجی شناسایی میشوند. این روش با بررسی چگونگی جذب طول موجهای مختلف نور ستاره هنگام عبور نور از جو سیاره انجام میشود. این جذبها الگوهایی منحصر به فرد در طیف نوری بهجا میگذارند که نشانگر مولکولهای خاص هستند.
پیوله-غورایب میگوید:
«امضای هر مولکول منحصربهفرد است، اما برخی مولکولها بهدلیل ساختارهای شیمیایی مشابه، ویژگیهایی با موقعیت طیفی نزدیک دارند.»
برای نمونه، تفاوت میان DMS و اتان ـ مولکولی رایج در جو سیارات ـ تنها در یک اتم گوگرد است. با اینکه ابزارهای JWST حساسیت بالایی دارند، اما تمایز بین چنین مولکولهای نزدیک به هم هنوز چالشبرانگیز است، بهویژه بهدلیل فاصله زیاد سیارات، سیگنالهای ضعیف و جوهای پیچیده آنها.
«این یک مشکل شناختهشده در شناسایی نشانههای زیستی است ـ هرچند لزوماً غیرقابلحل نیست.»
آمار، اعتماد و رسانه
علاوه بر محدودیتهای فنی، نحوه تحلیل آماری دادهها نیز موجب تردید شده است. لوکه اشاره میکند که در مطالعه سال ۱۴۰۲، کشف DMS تنها بهصورت «احتمالی» بیان شده بود. با این حال، مقاله سال ۱۴۰۴ ادعا کرد که این کشف به سطح «سه سیگما» رسیده است ـ سطحی که هنوز بهعنوان کشف قطعی (که نیاز به پنج سیگما دارد) پذیرفته نمیشود، ولی شواهد آماری متوسط محسوب میشود.
«جالب اینجاست که همین کار اخیر برای تأکید بیشتر بر وجود DMS و حتی مولکولهای پیچیدهتر استفاده شد. اما ما نشان دادیم که این کشف نه از نظر آماری قابلاعتماد است و نه از نظر علمی مستحکم.»
در عین حال، این تیم نگران است که پوشش رسانهای همچنان بر ادعاهای بزرگ درباره DMS تمرکز دارد.
پیوله-غورایب میگوید:
«تلسکوپ JWST فوقالعاده قدرتمند است، اما سیگنالهایی که میبینیم بسیار ضعیفاند. ما بهعنوان جامعه علمی باید اطمینان حاصل کنیم که هر ادعایی درباره ترکیبات یک سیاره به انتخابهای تحلیل داده حساس نباشد.»
لوکه نیز میافزاید:
«پژوهشگران وظیفه دارند نتایج را بررسی و بازبینی کنند، اما رسانهها هم وظیفه دارند نتایج پیگیریشده را بهدرستی به اطلاع عموم برسانند، حتی اگر تیترهای جذابی نداشته باشند.»
او با اشاره به نقلقولی از کارل سیگن میگوید:
«ادعاهای خارقالعاده به شواهد خارقالعاده نیاز دارند. این آستانه در نحوه ارائه نتایج به عموم رعایت نشده است.»
پایانی نامشخص برای ماجرای حیات در K2-18b
اینکه آیا روزی پاسخ روشنی برای وجود حیات در K2-18b خواهیم یافت، هنوز مشخص نیست ـ نه فقط به دلیل محدودیتهای فناوری، بلکه به این دلیل که شاید اصلاً دادههای موجود ارزش پیگیری بیشتر را نداشته باشند.
ژانگ در پایان میگوید:
«JWST همچنان به رصد K2-18b ادامه میدهد. هرچند مشاهدات جدید توانایی تشخیص حیات را ندارند، اما بهزودی اطلاعات بیشتری درباره جو و درون این سیاره بهدست خواهیم آورد.»
