هل يجب البحث عن كائنات فضائية تتنفس الهيدروجين؟

هل يجب البحث عن كائنات فضائية تتنفس الهيدروجين؟

عند العثور على حياة على كوكب خارجي يدور حول نجم آخر (أو كوكب خارج المجموعة الشمسية) فمن المحتمل أن تكون الآلية المتبعة هي تحليل الغازات في غلافه الجوي. وقد يتم قريبا اكتشاف غازات مرتبطة بالحياة على سطح الأرض في الغلاف الجوي لكواكب خارجية بفضل تزايد الكواكب المشابهة للأرض المكتشفة.

هذا ما اقترحته دراسة جديدة نشرت في مجلة Nature Astronomy، حيث أشاد الباحثون بأن اكتشاف حياة فضائية رهين بتوسيع مجالات البحث لتشمل الأغلفة الجوية الهيدروجينية عوض التركيز على الكواكب الشبيهة بالأرض فقط.

كيف يتم رصد غازات الغلاف الجوي لكواكب خارجية؟

يتم فحص مكونات الغلاف الجوي لكوكب خارجي عند مروره أمام نجمه، حيث يمر ضوء النجم عبر الغلاف الجوي للكوكب ليصل إلينا ويتم امتصاص جزء منه أثناء رحلته. يتم تحديد الضوء المفقود باستخدام طيف النجم لكشف الغازات المكونة للغلاف الجوي. وإذا تم العثور على غلاف جوي مكون من مزيج كيميائي مختلف عن توقعات علماء الفلك، فإن أحد التفسيرات الممكنة هي أن العمليات الحية قد ساهمت على الحفاظ على حالة ذلك الغلاف الجوي.

وهذا ما يحدث على كوكبنا الأرضي أيضا، يحتوي الغلاف الجوي للأرض على الميثان (CH4) والذي يتفاعل بشكل طبيعي مع الأكسجين لإنتاج ثنائي أكسيد الكربون. لكن يتم الاحتفاظ بالميثان في قمة العمليات البيولوجية. من منظور آخر، فالأكسجين لن يكون موجودا إذا لم يحرر من ثنائي أكسيد الكربون بواسطة ميكروبات التركيب الضوئي خلال ما يطلق عليه “حدث الأكسجين الأعظم” الذي بدأ منذ 2.4 مليار سنة. وتشير الدراسة إلى أنه يجب دراسة وتحليل كواكب أكبر من حجم الأرض ويسود فيها الهيدروجين.

تجارب مختبرية لكائنات تتنفس الهيدروجين:

أظهرت التجارب أن بكتيريا العصيات القولونية-E.Coli (التي تعيش بالمليارات في أمعاء الإنسان) يمكن أن تعيش وتتكاثر في بيئة هيدروجينية يغيب فيها الأكسجين. كما أظهرت مجموعة متنوعة من الخميرة نفس النتائج. وذكر العلماء أنه بالرغم من أن هذه التجارب مثيرة للاهتمام إلا أنها لا تثبت أن باستطاعة الحياة أن تزدهر في بيئة هيدروجينية محضة.

وهناك العديد من الميكروبات المعروفة والتي تعيش داخل القشرة الأرضية من خلال استقلاب الهيدروجين، كما أن كائن آخر متعدد الخلايا يقضي حياته في منطقة خالية من الأكسجين على أرضية البحر الأبيض المتوسط.

من غير المحتمل أن يكون الغلاف الجوي للأرض، الذي بدأ بدون الأكسجين، يحتوي على أكثر من 1 في المائة من الهيدروجين. وربما كانت الحياة المبكرة لجأت لعملية الاستقلاب عن طريق تفاعل الهيدروجين مع الكربون لتكوين غاز الميثان بدلا من تفاعل الأكسجين مع الكربون لتشكيل ثنائي أكسيد الكربون كما يفعل البشر.

وقد اكتشفت الدراسة تنوعا مذهلا لعشرات الغازات التي تخلفها منتجات البكتيريا E.Coli من خلال عيشها في بيئة هيدروجينية مثل ثنائي ميثيل السلفيد-dimethylsilfide، كبريتيد الكربونيل-carbonyl sulfide، والإيزوبرين-isoprene والتي تشكل “بصمة حيوية” مكتشفة في بيئة هيدروجينية من شأنها أن تعزز فرص التعرف على علامات الحياة في كواكب خارجية.

ويشير فريق الدراسة إلى أن بإمكان الهيدروجين الجزيئي بتركيز كافي أن يعمل كالغازات الدفيئة ويحافظ على دفئ سطح الكوكب بما يكفي للمياه السائلة.

من خلال توسيع مجموعة الكواكب الصالحة للعيش لتشمل كواكب الأرض الهائلة Super-Earths مع الغلاف الجوي الهيدروجيني، ستتضاعف عدد الأجسام الممكن اكتشافها للعثور على أولى علامات الحياة خارج كوكبنا الأرضي.

المصادر: Science Alert, The Conversation

اقرأ أيضا: لماذا يصعب الهبوط على القمر؟