آیا حیات می‌تواند روی قمر سیاره‌ای سرگردان و بدون خورشید آغاز شود؟

به گزارش خبرگزاری ایده روز آنلاین، تیمی به سرپرستی David Dahlbüdding از Ludwig Maximilian University of Munich در مقاله‌ای که برای انتشار در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society پذیرفته شده است، نشان داده‌اند برخی «قمرهای فراخورشیدی سرگردان» ممکن است حتی بدون حضور یک ستاره، آب مایع روی سطح خود داشته باشند.

گرما بدون خورشید؛ نقش تعیین‌کننده کشندها

سیارات سرگردان (Free-floating یا Rogue planets) اجرامی هستند که به دور هیچ ستاره‌ای نمی‌چرخند و در فضای میان‌ستاره‌ای سرگردان‌اند. برآوردهای اخیر نشان می‌دهد تعداد آن‌ها در کهکشان راه شیری احتمالاً هم‌تراز با شمار ستاره‌هاست. برخی از این سیارات می‌توانند قمرهایی حتی در ابعاد زمین داشته باشند.

اما بدون نور و گرمای یک خورشید، آب مایع چگونه می‌تواند شکل بگیرد؟

پاسخ در «گرمایش کشندی» نهفته است. همان سازوکاری که باعث شکل‌گیری اقیانوس‌های زیرسطحی در قمر Enceladus و Europa و حتی فعالیت‌های آتشفشانی در Io می‌شود. در این فرآیند، کشش و فشار گرانشی سیاره میزبان، درون قمر را گرم می‌کند.

با این حال، در منظومه شمسی ما، آب مایع این قمرها زیر پوسته‌های ضخیم یخی پنهان است و روی سطح آن‌ها دیده نمی‌شود. پرسش کلیدی این بود: چگونه می‌توان بدون پتوی یخی، گرما را حفظ کرد؟

هیدروژن؛ گلخانه‌ای در فشارهای بالا

پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که جو غنی از دی‌اکسیدکربن می‌تواند گرمای کشندی را به دام بیندازد؛ اما در فشارهای بالا و دماهای نسبتاً پایین، CO₂ به مایع یا یخ تبدیل شده و جو فرو می‌ریزد.

راه‌حل جدید پژوهشگران، استفاده از جو غنی از هیدروژن (H₂) است. هرچند هیدروژن در شرایط عادی شفاف است و گرما را عبور می‌دهد، اما در فشارهای بسیار بالا، برخورد مولکول‌های H₂ باعث ایجاد «دوقطبی‌های لحظه‌ای» می‌شود. این پدیده که «جذب القایی ناشی از برخورد» (CIA) نام دارد، به جو اجازه می‌دهد پرتو فروسرخ را جذب کند و مانند یک پتوی گلخانه‌ای عمل کند.

تیم تحقیقاتی با استفاده از مدل‌های انتقال تابشی و شیمی تعادلی، سناریوهای مختلفی از ترکیب جو، فشار و شدت گرمایش کشندی را شبیه‌سازی کردند.

نتایج نشان داد:

• در فشار یک بار (معادل فشار سطح زمین)، آب مایع می‌تواند تا ۹۵ میلیون سال روی سطح چنین قمری پایدار بماند.

• اگر جو ۱۰۰ برابر ضخیم‌تر از زمین باشد، این بازه به ۴.۳ میلیارد سال می‌رسد؛ تقریبا هم‌سن زمین.

گرچه هنوز مشخص نیست چه تعداد از این قمرها چنین جو ضخیمی دارند، اما با توجه به شمار بسیار زیاد سیارات سرگردان در کهکشان، احتمال وجود دست‌کم یک نمونه مناسب دور از ذهن نیست.

چرخه‌های تر و خشک؛ جرقه‌ای برای شکل‌گیری RNA؟

مدار بیضوی این قمرها به دور سیاره میزبان می‌تواند کشندهایی عظیم در مقیاس جهانی ایجاد کند. این کشندها چرخه‌های «تر و خشک» گسترده‌ای پدید می‌آورند؛ شرایطی که برخی دانشمندان معتقدند برای شکل‌گیری RNA اولیه روی زمین ضروری بوده است.

به بیان دیگر، نه‌تنها آب مایع، بلکه سازوکاری بالقوه برای آغاز شیمی پیش‌زیستی نیز ممکن است فراهم باشد.

تاکنون هیچ قمر فراخورشیدی سرگردانی به‌طور مستقیم کشف نشده است، اما مدل‌های فیزیکی وجود آن‌ها را پیش‌بینی می‌کنند. با پیشرفت ابزارهای رصدی، احتمال شناسایی این اجرام در دهه‌های آینده افزایش می‌یابد.

اگر چنین قمری کشف شود، شاید جست‌وجوی «امضاهای زیستی» در تاریک‌ترین نقاط کهکشان، به یکی از هیجان‌انگیزترین مأموریت‌های اخترزیست‌شناسی بدل شود.

منبع:

۲۲۷۲۲۷