فهرست مکان‌هایی که دانشمندان باید برای یافتن نشانه‌هایی از حیات فرازمینی جست‌وجو کنند، به‌مراتب طولانی‌تر شده است، چرا که پژوهش‌های جدید حاکی از آن‌اند که انواع خاصی از سیارات فراخورشیدی ممکن است بیش از آنچه تصور می‌شد، زیست‌پذیر باشند.
سیارات فراخورشیدیِ سرشار از آب و قمرهای یخی مانند قمر اروپای مشتری و انسلادوس زحل، برای آن دسته از اخترزیست‌شناسانی که در پی نشانه‌های حیات در سایر نقاط کیهان‌اند، اهداف احتمالی به شمار می‌روند. اما تا همین اواخر فرض بر این بود که یخ تشکیل‌شده در اعماق سیاره در بسیاری از سیارات فراخورشیدی سرشار از آبِ بزرگتر از زمین، اما کوچک‌تر از نپتون، ممکن است مانع از رسیدن مواد معدنی مهم در هسته سنگی آن‌ها به آب نزدیک به سطح شود.
اگرچه در مطالعه جدیدی که روز سه‌شنبه در «نیچر کامینوکیشنز» (Nature Communications) منتشر شده است، پژوهشگران فرانسوی و نروژی از روش‌های مدل‌سازی جدید استفاده کرده‌اند تا نشان دهند نمک‌هایی مانند کلرید سدیم می‌توانند از طریق پوسته سخت یخ، از هسته سنگی یک سیاره منتقل شود تا باعث شود یک سیاره فراخورشیدی، آب داشته باشد. این یک مرحله مهم برای هر نوع حیاتی‌ست که ممکن است در اقیانوس یک سیاره بیگانه ایجاد شود.
ژان الکسیس هرناندز، فیزیکدان متخصص مواد معدنی در مرکز پرتوهای سینکروترون اروپا در گرنوبل فرانسه و نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: «وجود الکترولیت‌ها مانند نمک‌های محلول در اقیانوس، یکی از شرایط ضروری، اما البته نا‌کافی برای زیست‌پذیری است.»
یکی از دلایلی که [قمر] اروپا و انسلادوس، کنجکاوی دانشمندان را برانگیخته، این است که گمان می‌رود آن‌ها نه تنها میزبان اقیانوس‌های آبی سراسری در زیر پوسته‌های یخی ضخیم‌شان‌اند، بلکه این اقیانوس‌ها در تماس مستقیم با گوشته‌های سنگی آن قمرها قرار دارند. مواد معدنی آن سنگ‌ها، به‌خصوص اگر که با یک منبع انرژی مانند منافذ زمین‌گرمایی در کف اقیانوس همراه شوند، می‌توانند محیطی را فراهم کنند که در آن حیات، تکامل و بقا پیدا کند.
اما دانشمندان بر این باورند که سیارات فراخورشیدی مشابه سیارات با اقیانوس یخی در ابعاد و اندازه بین زمین و نپتون – اَبَرزمین‌ها و مینی‌نپتون‌ها - ساختارهای متفاوتی را نشان می‌دهند. در حدود نیمی از سیارات فراخورشیدی شناخته‌شده در این دسته‌بندی‌های اندازه قرار می‌گیرند، اگرچه مشخص نیست که چه تعداد از آن‌ها سرشار از آب‌اند یا اقیانوس‌های سراسری دارند.
یخ پرفشار در اثر فشار بسیار زیاد در کف اقیانوس‌ها در اَبَرزمین‌ها و مینی نپتون‌ها، گوشته ضخیمی را در اطراف هسته یک سیاره فراخورشیدی تشکیل می‌دهد و سنگ سرشار از مواد معدنی را در برابر اقیانوس بالای سرش، آب‌بندی می‌کند.
این یخ‌های پرفشار در فازهای عجیب‌وغریب وجود دارند و این مسئله باعث می‌شود با یخی که به‌طور طبیعی روی زمین با آن سروکار داریم به کلی متفاوت باشند.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
دکتر هرناندز می‌گوید: «برخلاف یخی که در سطح زمین داریم (یخ I)، همه این یخ‌های [فشار بالا] چگال‌تر از آب مایع هستند» که این موضوع، به تشکیل آن گوشته یخی در زیر اقیانوس زیرسطحی یک سیاره فراخورشیدی منجر می‌شود. «این یخ‌ها همچنین از یخ I به‌مراتب سفت‌تر هستند.»
درحالی‌که یخ I زمانی تشکیل می‌شود که آب به حالت انجماد می‌رسد، در فشار بالا، یخ‌های پرفشار می‌توانند از آب با دمای محیط تشکیل شوند. متراکم کردن در فشار ۲۰۰۰ برابر فشار اتمسفر زمین سبب ایجاد یخ VII می‌شود که از بلورهای مکعبی تشکیل شده است. فشار بیشتر، یخ VII را به «یخ فراصوت» تبدیل می‌کند که در آن اتم‌های هیدروژن، آزادانه در آب حرکت می‌کنند درحالی که اتم‌های اکسیژن در یک ساختار بلوری، قفل و بی‌حرکت می‌مانند.
دکتر هرناندز می‌گوید: «این انتقال، یخ را رسانا می‌کند که این مسئله ممکن است دلیل میدان‌های مغناطیسی غیر دوقطبی اورانوس و نپتون باشد.»
نکته مهم این است درحالی‌که یخ‌های زمینی و شکل‌های دیگر مانند یخ VI، یون‌های نمک را از ساختار خود خارج می‌کنند و سپس بلوری‌شده و شکل می‌گیرند، یخ VII و یخ فراصوت شناخته‌شده آن می‌توانند غلظت‌های بیشتری از نمک‌های محلول را حفظ کنند. اگر این یخ‌ها بتوانند نمک‌ها را انباشته کرده و نگه دارند، این سازوکار شناخته شده ممکن است آن‌ها را در تماس با اقیانوس یک سیاره فراخورشیدی قرار دهد.
گوشته‌های سیارات، چه از یخ VII ساخته شده باشند و چه از سنگ، از طریق الگوهای همرفتی تغییر شکل می‌یابند که البته این تغییر شکل، در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی بسیار آهسته است. این مسئله به دلیل تفاوت دما بین بالا و پایین گوشته است.
دکتر هرناندز می‌گوید: «مثل یک ماهیتابه که مواد در ته آن به اندازه‌ایی داغ است که نسبت به محیط، چگالی کمتری پیدا می‌کند و شروع می‌کند که به سطح بیاید» «وقتی به بالا می‌رسد، به‌تدریج سرد می‌شود و از اطراف چگال تر می‌شود و شروع به پایین رفتن می‌کند.»
او می‌افزاید آنچه مدل‌سازی در این مقاله نشان می‌دهد این است که یخِ فشار بالا می‌تواند نمک محلول را در تمامی محدوده شرایط فشار و دمایی که ممکن است در جریان همرفت با آن مواجه شود، حفظ کند. گوشته‌های یخی با فشار بالا در اقیانوس‌های زیرسطحی می‌توانند به جای آب‌بندی کردن هسته سنگی سرشار از مواد معدنی، این مواد معدنی را به آب برسانند.
اهمیت این یافته‌ها این است که دانشمندان نباید یک سیاره فراخورشیدی را صرفا به دلیل «مینی نپتون» بودن آن سیاره، از فهرست سیارات بالقوه قابل سکونت خود حذف کنند، البته این سیارات به‌طور قطعی هم زیست‌پذیر نیستند. دکتر هرناندز به‌سرعت خاطرنشان می‌کند که این مطالعه محدود است و سایر عوامل ممکن است همچنان چنین سیاراتی را برای حیات نامناسب کنند.
او می‌گوید: «مطالعه ما محدود به [کلرید سدیم] است و سایر الکترولیت‌ها باید بررسی شوند.» «حیات، علاوه بر وجود الکترولیت‌ها در اقیانوس‌ها به شرایط بسیار دیگری نیز نیاز دارد، بنابراین ما وانمود نمی‌کنیم که قابلیت زیست‌پذیری این سیارات را مشخص کرده‌ایم، اما فقط نشان می‌دهیم که [حیات] ممکن است از نظر شیمیایی، آن‌طور که انتظار می‌رود ساده نباشند.»
© The Independent
