Ризои БАҲРОМЗОД,
ходими пешбари илмии Институти физикаю техникаи
ба номи С. У. Умарови АМИТ,
номзади илмҳои физикаю математик
Ҷустуҷӯи нишонаҳои ҳаёт, организмҳои зинда ё тамаддуни ғайризаминӣ яке аз масъалаҳои ҷолибу шавқовар, вале мураккаби илм буда, тафаккури миллионҳо нафарро ҷалб кардааст. Дар воқеъ, ин талошҳо натанҳо кунҷковии инсонро қонеъ месозанд, балки аҳаммияти фавқулодае барои дарки ҷойгоҳи инсон дар олам доранд. Кашфи ҳаёти берун аз Замин имкон дорад, ки фаҳмиши моро доир ба пайдоиш ва таҳаввули ҳаёт комилан тағйир диҳад, тасаввуроти моро дар бораи маҳдудияти сайёраи худ дигар кунад ва муносибати моро бо коинот аз нав маънидод намояд.
Имрӯз, бо пешрафти телескопҳо ва абзорҳои мушоҳидавӣ, ҷустуҷӯи ҳаёт дар сайёраҳои фарохуршедӣ («экзосайёраҳо») ва таҳлили нишонаҳои биологӣ («биосигнатураҳо») аз орзуи дастнорас ба воқеияти илмӣ табдил ёфтааст. Дар ҳоли ҳозир, ягона воситаи воқеии муайянсозии ҳаёт дар кайҳони беинтиҳо — дарёфти газест, ки дар атмосфераи сайёра дар шароити кимиёвию физикӣ он ба таври табиӣ (абиогенӣ) ба вуҷуд омада наметавонад. Аммо савол матраҳ ин аст, ки чӣ гуна метавон таркиби атмосфераи сайёраеро, ки дар даҳҳо ё садҳо соли рӯшанӣ аз мо дур аст, муайян кард? Дар айни замон танҳо як усули муассир вуҷуд дорад — таҳлили гузариши сайёра аз рӯи қурс (диск)-и ситорааш, ки бо номи усули транзитӣ машҳур аст. Ин усул дар ҳолате имконпазир мешавад, ки мадори сайёра аз нуқтаи назари мо ба таври комил аз рӯи қурс ситорааш мегузарад. Вақте ки чунин сайёраи дорои атмосфераи нисбатан ғафс аз рӯйи қурси ситорааш мегузарад, нури ситора аз қабати болои атмосфера мегузарад ва як қисми он фурӯ бурда мешавад, яъне, агар дар лаҳзаи гузариш дар тайфи ситора хатҳои нави фурӯбурд пайдо шаванд ё хатҳои мавҷуда тақвият ёбанд, мо метавонем, ба таври ғайримустақим на танҳо вуҷуди атмосфераро, балки инчунин, таркиби кимиёвии онро муайян намоем. Зеро дар шароити озмоишгоҳ олимон қонунияти фурубурди нурро омӯхта, медонанд, ки кадом моддаҳо дар кадом дарозӣ мавҷро фуру мебаранд. Тасвир ва мушоҳидаи мустақими чунин сайёраҳо ҳанӯз ғайриимкон аст (ғайр аз чанд азимҷуссаи сабук), бинобар ин, усули транзитӣ ягона воситаи муассири таҳқиқи атмосфераи сайёраҳо боқӣ мондаасту тамом. Ин аст, ки дар аввал атмосфераи “Муштариҳои гарму калон” таҳқиқ шуданд ва сипас, бо рушди таҷҳизот — атмосфераи «нептун»-ҳо ва “мининептун”-ҳо мавриди пажуҳиш қарор гирифтанд. То расидан ба атмосфераи сайёраҳои заминмонанд, ҳанӯз вақт ҳаст. Сайёра ҳар қадаре
Дар чанд рӯзи охир хабари ёфт гардидани нишонаҳои ҳаёт дар кайҳон дар сархати расонаҳои ҷаҳонӣ ва ватанӣ қарор гирифта, мардуми зиёд онро, ба қавле “сенсатсия” кардан мехоҳанд. Айни ҳол мо мехоҳем, ин хабарро дар асоси маълумоти илмӣ баррасӣ намоем. Сайёраи фарохуршедӣ (экзосайёра)-и K2-18 b — як сайёраи мининептун буда, дар масофаи 124 соли рӯшноӣ аз Замин ҷойгир мебошад. Ин сайёра соли 2015 тавассути телескопи кайҳонии Kepler кашф шуда, аз замони ёфт шуданаш мавриди таваҷҷуҳи зиёди астрономҳо қарор гирифтааст. K2-18 b дар атрофи ситораи сурхи паканаи K2-18, ки аз Офтоб хурдтару сардтар аст, дар масофаи миёнаи 22 миллион километр дар 33 шабонарӯз як маротиба давр мезанад. Аз рӯйи мушаххасоти физикӣ, массааш тақрибан 8,6 массаи Замин буда, баробар ва радиусаш 2,7 радиуси Замин аст, ки ин онро дар гурӯҳи сайёраҳои мининептун ҷой медиҳад. Телескопи кайҳонии Ҷеймс Вебб (JWST) моҳи сентябри соли 2023 таркиби кимиёии атмосфераи ин сайёраро бо истифода аз тайфнигор (спектрограф)-ҳои дақиқ таҳқиқ намуд. Дар натиҷаи ин таҳқиқот, гурӯҳи пажуҳишгарон аз Донишгоҳи Кембриҷи Британияи Кабир нишонаҳои муҳимтаринеро ошкор карданд, ки метавонанд, биосигнатура (нишонаи ҳаёт) бошанд. Тибқи гузориши онҳо, дар атмосфераи K2-18 b мавҷудияти газҳои метан (CH₄) ва карбон (CO₂) ошкор гардида, инчунин, нишонаҳои спектралии моддаҳои диметилсулфид (DMS) ва диметилдисулфид (DMDS) ба қайд гирифта шуданд. Аммо худи ин мушоҳида то ҳол далели мустақими вуҷуд доштани ҳаёт нест: эҳтимолияти оморӣ (p-value ≈ 0.003, ~2.7σ) паст буда, эҳтимоли пайдоиши ин моддаҳо аз равандҳои химиявии бе иштироки ҳаёт низ истисно намешавад.
Чӣ гуна JWST атмосфераи K2 18 b-ро омӯхт?
Марҳилаҳои асосии мушоҳида
Сентябри соли 2019: Бо истифода аз телескопи кайҳонии Hubble, астрономҳо аз Коллеҷи донишгоҳии Лонд ва Донишгоҳи Монреал дар алоҳидагӣ нишонаҳои буғи обро дар атмосфераи сайёраи K2-18 b ошкор карданд. Таҳқиқот нишон дод, ки сайёра атмосфераи ҳелий-ҳидрогенӣ буда, консентратсияи баланди буғи об (аз 20% то 50%) дорад. Ин аввалин бор буд, ки об дар атмосфераи як экзосайёра дар минтақаи қобили зист кашф мешавад. Об қаблан дар сайёраҳое кашф шуда буд, ки берун аз минтақаи қобили зист қарор доранд. Ин бозёфт эҳтимоли мавҷудияти уқёнуси обии зери атмосфераи ғафси сайёраро пешбинӣ мекард. Интизор меравад, ки таркиби дақиқи атмосфераи ин сайёра бо телескопи ARIEL, ки дар соли 2029 ба кайҳон фиристода мешавад, мавриди пажуҳиш қарор гирад.
Сентябри соли 2023: Муҳаққиқони Донишгоҳи Кембриҷ таҳти роҳбарии профессор Никку Мадҳусудҳан бо истифода аз телескопи кайҳонии Ҷеймс Вебб (JWST) дар атмосфераи K2-18 b мавҷудияти метан (CH₄) ва гази карбон (CO₂)-ро бо эътимоднокии баланд (мутаносибан 5σ ва 3σ-ро) тасдиқ карданд. Ин натиҷаҳо фарзияи мавҷудияти «ҷаҳони ҳидрогенӣ-обӣ» (Hycean world)-ро тасдиқ мекунанд, ки дар он уқёнуси обӣ зери атмосфераи ҳидрогенӣ мавҷуд аст. Ҳамчунин, апрели соли 2024: Дар моҳи апрели соли 2024, мушоҳидаҳои иловагӣ бо истифода аз абзори MIRI (Mid-Infrared Instrument) дар телескопи JWST гузаронида шуданд. Дар натиҷаи ин мушоҳидаҳо, нишонаҳои диметилсулфид (DMS) ва диметилдисулфид (DMDS) дар атмосфераи K2-18 b бо эътимоднокии 3σ ошкор шуданд. Ин пайвастҳо дар Замин, асосан, аз ҷониби фитопланктонҳои баҳрӣ тавлид мешаванд ва метавонанд, нишонаҳои эҳтимолии ҳаёт бошанд. Натиҷаҳои таҳқиқот моҳи апрели соли 2025 дар маҷаллаи бонуфузи илмии The Astrophysical Journal Letters ба нашр расид. Аммо, олимон таъкид мекунанд, ки ин кашфҳо ҳанӯз далели қатъии мавҷудияти ҳаёт нестанд ва таҳқиқоти иловагӣ заруранд.
Чаро DMS диққатро ҷалб мекунад?
Дар муҳити Замин, тақрибан 95% миқдори умумии диметилсулфид (DMS), ки ба атмосфера ворид мешавад, аз ҷониби организмҳои зинда, пеш аз ҳама — фитопланктони уқёнусӣ тавлид мегардад. DMS, асосан, дар натиҷаи таҷзияи пайвастагии органикии диметилсулфониопропианат (DMSP) ба вуҷуд меояд, ки онро микроорганизмҳои баҳрӣ, ҳангоми фаъолияти ҳаётии худ, тавлид мекунанд. Баъдан DMS, ки ба оби уқёнус ворид мешавад ба атмосфера интиқол ёфта, дар он ҷо ҳамчун моддаи муттасил истифода мешавад, масалан, дар ташаккули абрҳо. Дар атмосфера DMS оксид шуда, ба ионҳои сулфат (SO₄²⁻) табдил меёбад, ки асоси зарраҳои ҳастаии конденсатсияи абрҳоянд. Ин зарраҳо метавонанд, шакли абрҳоро дигар кунанд, ки ба ин васила, албедои сайёраро баланд мебардорад ва таъсири сардкунанда дорад. Азбаски манбаи аслии DMS дар Замин биологӣ мебошад ва то имрӯз манбаи абиотикии устувор ва самарабахш дар сатҳи сайёра ба таври қавӣ исбот нашудааст, он ба рӯйхати биосигнатураҳои дуюмдараҷа дохил мешавад. Яъне, DMS худ далели қатъии ҳаёт нест, аммо дар якҷоягӣ бо дигар газҳо, ба монанди метан (CH₄) ва оксиген (O₂) метавонад, маҷмуи молекулавии эҳтимолии ҳаёт эҷод кунад. Дар моделсозии атмосфераи экзосайёраҳо мавҷудияти DMS дар якҷоягӣ бо оксиген ё CO₂ метавонад аломати ғайримустақим бошад, зеро дар шароити ғайризинда ин моддаҳо кам ба ҳамдигар дар якҷоягӣ мавҷуданд.
Роҳҳои маълум ва табиии пайдоиши DMS
Дар озмоишгоҳ DMS метавонад бо роҳи фотокимиёвӣ ҳангоми реаксияи диоксиди карбон (CO₂) ва ҳидрогенсулфид (H₂S) зери таъсири нури ултрабунафш (UV) пайдо шавад. Ин раванд дар муҳити радиатсияаш баланд (монанди атмосфераҳои ҷавони сайёраҳо ё кометаҳо) сурат гирифта метавонад. Масалан, таҳқиқоти моделсозӣ нишон дод, ки таҳти фишори миёна (10-100 бар) ва тайфи ултрабунафши ситораҳои сард (монанди M-тип) DMS метавонад, бо консентратсияи ночиз тавлид шавад, вале агар CO₂ зиёд бошад, реаксия самаранок намешавад. Дар моҳи феврали соли 2025, DMS дар абрҳои байниситорагӣ, инчунин, дар ҳастаҳои кометаҳои сард ошкор гардид. Ин бозёфт нишон медиҳад, ки DMS метавонад, дар шароити ниҳоят сард ва бидуни иштироки ҳаёт ташаккул ёбад. Масалан, таҳлили тайфи тавассути телескопҳои ALMA ва JWST мавҷудияти молекулаҳои органикиро дар минтақаи протоситораии IRAS 16293–2422 тасдиқ кард.
Маҳдудиятҳои маълумоти мушоҳидавӣ ва фарзияҳои дигар
Сигнали DMS ба сатҳи эътимоднокии классикии 5σ намерасад. Бисёре аз астрономҳо дар мавриди эҳтимоли сигнали бардурӯғ ҳушдор медиҳанд, зеро сатҳи эътимоднокии муаллифони мақола паст буда, худи онҳо боэҳтиёт дар бораи нишонаҳои ҳаёт ҳарф мезананд. Чунин ҳолат ҳангоми паҳн шудани хабари кашфи фосфин дар атмосфераи Зуҳра ба вуҷуд омада буд ва баъдан муайян гашт, ки ин иштибоҳи таҷрибавӣ будааст. Айни ҳол гурӯҳҳои мустақил кӯшиш доранд, натиҷаҳоро санҷанд, аммо натиҷаи такрорӣ ҳанӯз ба даст наомадааст. Аммо баъзе рӯзноманигорон ва шахсони алоҳида ин хабарро каме тағйир дода, ба ҳангома табдил доданд.
Муҳити сахти мининептуни K2 18 b
Албедои сатҳи сайёра ≈ 0,17-0,18 бошад, фишори атмосферӣ метавонад, ба садҳо бар (1 бар [бар] = 100000 паскал [Па]) расад ва ҳарорати сатҳи он аз 400 K (127 °C) болотар меравад. Дар чунин шароит об буғ шуда, барои ба вуҷуд омадани ҳаёт шароит ғайриимкон мегардад. Агар уқёнусе вуҷуд дошта бошад ҳам, он зери қабати ғафси ҳидроген пинҳон аст, яъне, дар шароитест, ки нури офтоб ба он намерасад. Дар чунин муҳит фотосинтез ва гардиши карбон-сулфат, ки барои ҳаёт дар Замин хосанд, ба эҳтимоли зиёд имконнопазиранд.
Хатҳои тайфии DMS метавонанд, бо молекулаҳои дигар, ба монанди метантиол (CH₃SH) ва оксиди карбонсулфид (OCS) омехта гардад. Бе ҳассосияти баландтари тайфӣ фарқ гузоштан байни ин моддаҳо душвор аст.
Қадамҳои оянда
JWST дар соли 2026 ду давраи мушоҳидаи иловагӣ анҷом хоҳад дод, ки аз реҷаи дарозмавҷи MIRI истифода мебаранд, ки ба DMS/DMDS ҳассосияти беҳтар дорад. Миссияҳои ARIEL (ESA, 2029) ва телескопҳои заминии наслҳои нав (ELT, TMT) ба ташхиси мустақил ва такрории натиҷаҳо мусоидат хоҳанд кард. Озмоишгоҳҳо ва моделсозии фотокимиёвии DMS таҳти фишори >100 бар низ идома доранд, то саҳми воқеии абиогениро муайян намоянд.
Хулоса, маълумоти нави JWST таваҷҷуҳ ба экзопланетаи K2 18 b-ро афзуд: бори аввал хатҳои шабеҳи DMS/DMDS, ки метавонанд, нишонаи ҳаёт бошанд, дар атмосфераи сайёра мушоҳида шуданд. Аммо ин сигнал то ҳол ба дараҷаи расмии кашфиёт намерасад ва имкон дорад, ки манбаи ғайрибиологӣ дошта бошад.
Дар охир бояд таъкид кард, ки чунин ғавғои иттилооти носанҷида ва хабари «сенсатсионӣ» метавонад, аз ҷиҳати стратегӣ ба илм ва обрӯву нуфузи олимон зарари ҷиддӣ расонад. Ҳарчанд, ки чунин хабарҳо таваҷҷуҳи мардумро ҷалб намуда, шояд барои ба даст овардани сармоягузорӣ (грантҳо) муфид низ бошанд, аммо оммаи мардум, ки борҳо шоҳиди ҳангомаҳои беасос шудааст, дар ниҳоят аз илм дилсард гардида, эътимодашон ба хабарҳои илмӣ кам мешавад. Бинобар ин, олимону донишмандон ва рӯзноманигоронро зарур аст, ки ҳангоми инъикоси хабару навгониҳои илмӣ боэҳтиёт бошанд ва ба воҳимаи барзиёд роҳ надиҳанд. Илм то ҳол ҳамчун яке аз соҳаҳои боинсоф ва муътамади фаъолияти зеҳнӣ шинохта шудааст. Ояндаи он аз нигоҳ доштани ҳамин обрӯву эътимод вобаста аст.
