إنه أحد أكبر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها في العلم – إذا كانت هناك حياة خارج الأرض، فأين توجد؟
الآن، قام باحثون من جامعة كامبريدج بتضييق نطاق البحث من خلال تحديد الظروف المناسبة للمذنبات لتوصيل جزيئات تبدأ الحياة.
كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن اللبنات الأساسية للحياة ربما وصلت إلى الأرض على متن مذنب، وتشير الأبحاث الآن إلى أن هذا يمكن أن يحدث لكواكب أخرى في درب التبانة.
يتم إبطاء حركة المذنبات “المرتدة” أثناء مرورها من كوكب إلى كوكب، مما يضمن قدرة الجزيئات الضرورية على النجاة من التأثير.
يقول العلماء إن أفضل مكان للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض هو المنطقة الصالحة للسكن في أنظمة “البازلاء في القرون” حيث تتجمع الكواكب معًا بشكل وثيق.
تحتوي المذنبات على مركبات “البريبايوتك” التي تشكل اللبنات الأساسية للحياة، ومن الممكن أن تكون قد أوصلتها إلى الأرض
ربما تكون الكواكب الموجودة في المنطقة الصالحة للسكن حيث يمكن أن يوجد الماء السائل قد حصلت على مركبات ما قبل الحيوية الضرورية عندما ارتدت المذنبات إلى الداخل من خارج النظام الكوكبي
المذنبات، وهي قطع متجمدة من الصخور والجليد، غالبا ما تكون غنية بمركبات البريبايوتك التي يمكن أن تشكل اللبنات الأساسية للحياة العضوية.
على سبيل المثال، تبين أن العينات المأخوذة من كويكب ريوجو بواسطة مسبار ياباني في عام 2022 تحتوي على أحماض أمينية سليمة وفيتامين ب3.
تحتوي المذنبات أيضًا على كميات كبيرة من سيانيد الهيدروجين (HCN)، والذي، على الرغم من اسمه القاتل، يعد جزيئًا مهمًا لأساس الحياة.
يقول المؤلف الرئيسي للدراسة ريتشارد أنسلو من جامعة كامبريدج: “إننا نتعلم المزيد عن أجواء الكواكب الخارجية طوال الوقت، لذلك أردنا معرفة ما إذا كانت هناك كواكب يمكن أيضًا أن تصل إليها جزيئات معقدة عن طريق المذنبات”.
“من الممكن أن الجزيئات التي أدت إلى الحياة على الأرض جاءت من المذنبات، لذلك يمكن أن ينطبق الشيء نفسه على الكواكب في أماكن أخرى من المجرة.”
تم العثور على عينات التربة من كويكب ريوجو تحتوي على أكثر من 20 حمضًا أمينيًا مختلفًا بالإضافة إلى فيتامين ب3، والتي يمكن أن تكون أساس الحياة على كوكب مثل الأرض.
ومع ذلك، يجب أن تتحرك المذنبات بسرعة أقل من 9.3 ميل في الثانية (15 كم/ ثانية) حتى تتمكن المركبات من النجاة من الحرارة وقوة تأثير الكواكب.
بالنسبة للكواكب الأصغر حجمًا مثل الأرض، يمكن أن تتجاوز سرعة الاصطدام الدنيا 12.4 ميلًا في الثانية (20 كيلومترًا في الثانية)، وعند هذه النقطة يبقى 0.2% فقط من HCN على قيد الحياة.
ومع ذلك، وجد الباحثون أن المذنبات يمكن أن تتباطأ إلى السرعة الصحيحة إذا مرت عبر سلسلة من الكواكب الخارجية.
تكون الظروف أفضل في ما يسمى بأنظمة “البازلاء في القرون”، حيث تدور الكواكب حول نجمها في مجموعة ضيقة، بدلاً من الانتشار عبر المستوى المداري.
وقال أنسلو: “في هذه الأنظمة المكتظة، يكون لدى كل كوكب فرصة للتفاعل مع المذنب واحتجازه”.
“من الممكن أن تكون هذه الآلية هي الطريقة التي تنتهي بها جزيئات البريبايوتيك على الكواكب.”
ووجد الباحثون أن هذا التأثير كان أكثر أهمية بالنسبة للنجوم منخفضة الكتلة، والمعروفة باسم النجوم القزمة M، والتي تشكل 70% من النجوم في المنطقة المحيطة بشمسنا.
تميل سرعات التصادم النموذجية حول النجوم ذات الكتلة المنخفضة إلى أن تكون أعلى، مما يعني أن المذنبات تحتاج إلى إبطاء أكثر لضمان إمكانية توصيل المواد.
ومع ذلك، كلما زاد حجم الكوكب، قلت فرصة وصول جزيئات البريبايوتك، حيث تتمتع الكواكب الأكبر بسرعة هروب أعلى.
في نظامنا الشمسي، يتم سحب المذنبات من ما وراء مدار نبتون باتجاه الشمس حيث يتم سحبها إلى النظام الشمسي الداخلي بواسطة جاذبية المشتري
ولذلك لاحظ الباحثون أن المريخ كان من المرجح أن يتلقى مجموعة أكبر وأكثر تعقيدًا من الجزيئات من المذنبات، حيث أن كتلته تبلغ حوالي نصف كتلة الأرض.
سيسمح هذا الاكتشاف للعلماء بتضييق نطاق اختيار الكواكب التي يمكن العثور على الحياة فيها.
يقول السيد أنسلو: “من المثير أن نتمكن من البدء في تحديد نوع الأنظمة التي يمكننا استخدامها لاختبار سيناريوهات الأصل المختلفة”.
إنها طريقة مختلفة للنظر إلى العمل العظيم الذي تم إنجازه بالفعل على الأرض. ما هي المسارات الجزيئية التي أدت إلى التنوع الهائل للحياة التي نراها من حولنا؟ هل هناك كواكب أخرى توجد بها نفس المسارات؟
على سبيل المثال، قام مؤلفو الدراسة بمقارنة النجمين Proxima Centauri وTRAPPIST-1 لمعرفة مدى احتمال احتوائهما على الحياة.
ستساعدنا هذه الدراسة في تضييق نطاق البحث عن الحياة، حيث من المرجح أن تؤدي الأنظمة ذات الكواكب المكتظة بكثافة مثل TRAPPIST-1 (يسار) إلى إبطاء سرعة المذنبات مقارنة بالأنظمة المتناثرة مثل Proxima Centauri (يمين).
على الرغم من أن بروكسيما سنتوري، وهو نجم منخفض الكتلة وأقرب نجم إلى شمسنا، لديه كوكب في منطقته الصالحة للسكن، إلا أنه لا يوجد سوى كوكب واحد آخر في النظام قد يبطئ مذنبًا قادمًا.
وفي الوقت نفسه، TRAPPIST-1، وهو قزم أحمر بارد يقع على بعد 40.66 سنة ضوئية من الشمس، لديه ثلاثة كواكب شبيهة بالأرض في المنطقة الصالحة للحياة ونظام كوكبي محكم.
كتب السيد أنسلو وزملاؤه أن “هذه البنية الناتجة ستؤدي إلى سرعات تصادم أعلى بكثير بالمقارنة مع كواكب TRAPPIST-1”.
“وهذا من شأنه، بدوره، أن يقلل بشكل كبير من كفاءة أي توصيل مذنب.”