الضوء فوق البنفسجي هو ما يمكنك تسميته بنوع إشعاعي مثير للجدل. من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي التعرض المفرط إلى حروق الشمس ، وزيادة خطر الإصابة بسرطان الجلد ، وتلف في البصر وجهاز المناعة لدى الشخص. من ناحية أخرى ، فإنه يحتوي أيضًا على بعض الفوائد الصحية الهائلة ، والتي تشمل تعزيز تخفيف التوتر وتحفيز الإنتاج الطبيعي للجسم من فيتامين د ، السيراتونين ، والميلانين.
ووفقًا لدراسة جديدة من فريق من جامعة هارفارد ومركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، ربما لعبت الأشعة فوق البنفسجية دورًا حاسمًا في ظهور الحياة هنا على الأرض. على هذا النحو ، يمكن أن يكون تحديد مقدار الأشعة فوق البنفسجية التي تنتجها أنواع أخرى من النجوم أحد مفاتيح العثور على دليل على الحياة لأي كواكب تدور حولها.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "البيئة السطحية للأشعة فوق البنفسجية على الكواكب التي تدور حول الأقزام M: الآثار المترتبة على الكيمياء الحيوية وضرورة المتابعة التجريبية" ، ظهرت مؤخرًا في المجلة الفيزيائية الفلكية. بقيادة Sukrit Ranjan ، باحث زائر لما بعد الدكتوراه في CfA ، ركز الفريق على النجوم من النوع M (القزم الأحمر) لتحديد ما إذا كانت هذه الفئة من النجوم تنتج ما يكفي من الأشعة فوق البنفسجية لبدء العمليات البيولوجية اللازمة لظهور الحياة.
وقد أشارت الدراسات الحديثة إلى أن الأشعة فوق البنفسجية قد تكون ضرورية لتشكيل حمض الريبونوكليك (RNA) ، وهو ضروري لجميع أشكال الحياة كما نعرفها. وبالنظر إلى معدل اكتشاف الكواكب الصخرية حول النجوم القزمة الحمراء في وقت متأخر (يشمل الفحص Proxima b ، LHS 1140b ، والكواكب السبعة لنظام TRAPPIST-1) ، كم من الأقزام الحمراء التي تصدرها الأقزام الحمراء يمكن أن تكون محورية تحديد قابلية السكن للكواكب الخارجية.
كما أوضح الدكتور رانجان في بيان صحفي لوكالة CfA:
"سيكون الأمر مثل وجود كومة من الأخشاب وإشعال النار والرغبة في إشعال النار ، ولكن ليس وجود مباراة. يظهر بحثنا أن الكمية المناسبة من ضوء الأشعة فوق البنفسجية قد تكون واحدة من التطابقات التي تحصل على الحياة كما نعرفها لإشعالها. "
من أجل دراستهم ، ابتكر الفريق نماذج انتقال إشعاعي لنجوم قزمة حمراء. ثم سعوا إلى تحديد ما إذا كانت بيئة الأشعة فوق البنفسجية على الكواكب المسببة للأرض التناظرية التي تدور حولها ستكون كافية لتحفيز العمليات الضوئية التي تؤدي إلى تكوين الحمض النووي الريبي. من هذا ، حسبوا أن الكواكب التي تدور حول النجوم القزمة M ستحصل على 100-1000 مرة أقل من الأشعة فوق البنفسجية النشطة بيولوجيا من الأرض الصغيرة.
ونتيجة لذلك ، فإن الكيمياء التي تعتمد على ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتحويل العناصر الكيميائية وظروف البريبايوتك إلى كائنات حيوية من المحتمل أن تتوقف. وبدلاً من ذلك ، قدر الفريق أنه حتى إذا كانت هذه الكيمياء قادرة على المضي قدمًا تحت مستوى متناقص من الأشعة فوق البنفسجية ، فإنها ستعمل بمعدل أبطأ بكثير مما كانت عليه على الأرض منذ مليارات السنين.
كما أوضح روبن وردزورث - أستاذ مساعد في كلية هارفارد للهندسة والعلوم التطبيقية ومؤلف مشارك في الدراسة - هذه ليست بالضرورة أنباء سيئة فيما يتعلق بمسائل السكن. وقال "قد تكون مسألة العثور على بقعة حلوة". "يجب أن يكون هناك ما يكفي من ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتحفيز تكوين الحياة ، ولكن ليس كثيرًا بحيث يتآكل ويزيل الغلاف الجوي للكوكب."
وقد أظهرت الدراسات السابقة أنه حتى الأقزام الحمراء الهادئة تمر بتوهجات دراماتيكية تقصف كواكبها بشكل دوري بالطاقة الشمسية المتدفقة. في حين اعتبر هذا شيئًا خطيرًا ، والذي يمكن أن يجرد الكواكب المدارية من الغلاف الجوي ويسبب إشعاعًا للحياة ، فمن الممكن أن تعوض هذه التوهجات عن المستويات المنخفضة من الأشعة فوق البنفسجية التي ينتجها النجم بثبات.
تأتي هذه الأخبار أيضًا في أعقاب دراسة أشارت إلى كيف يمكن للكواكب الخارجية لنظام TRAPPIST-1 (بما في ذلك الكواكب الثلاثة الموجودة داخل منطقتها الصالحة للسكن) أن تحتوي على الكثير من المياه على أسطحها. هنا أيضًا ، كان المفتاح هو الأشعة فوق البنفسجية ، حيث قام الفريق المسؤول عن الدراسة بمراقبة الكواكب TRAPPIST-1 بحثًا عن علامات فقدان الهيدروجين من الغلاف الجوي (علامة للانفصال الضوئي).
يشير هذا البحث أيضًا إلى دراسة حديثة بقيادة البروفيسور آفي لوب ، رئيس قسم علم الفلك في جامعة هارفارد ، ومدير معهد النظرية والحساب ، وعضو في CfA. تحت عنوان "الاحتمالية النسبية للحياة كدالة للوقت الكوني" ، خلص لوب وفريقه إلى أن النجوم القزمة الحمراء هي الأكثر احتمالًا لإحياء الحياة بسبب كتلتها المنخفضة وطول عمرها المدقع.
مقارنة بالنجوم ذات الكتلة الأعلى التي لها فترات حياة أقصر ، من المرجح أن تبقى النجوم القزمة الحمراء في تسلسلها الرئيسي لمدة تتراوح من ستة إلى اثني عشر تريليون سنة. وبالتالي ، من المؤكد أن النجوم القزمة الحمراء ستكون طويلة بما يكفي لاستيعاب حتى معدل تباطؤ كبير في التطور العضوي. في هذا الصدد ، يمكن اعتبار هذه الدراسة الأخيرة حلاً محتملاً لمفارقة فيرمي - أين جميع الأجانب؟ إنها لا تزال تتطور!
ولكن كما أشار ديميتار ساسيلوف - أستاذ فيليبس لعلم الفلك في جامعة هارفارد ، ومدير مبادرة أصول الحياة والمؤلف المشارك في البحث - لا يزال هناك العديد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها:
"لا يزال لدينا الكثير من العمل الذي يتعين القيام به في المختبر وأماكن أخرى لتحديد كيف تلعب العوامل ، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية ، في مسألة الحياة. أيضًا ، نحتاج إلى تحديد ما إذا كانت الحياة يمكن أن تتشكل بمستويات أقل بكثير من الأشعة فوق البنفسجية التي نختبرها هنا على الأرض.
كما هو الحال دائمًا ، يضطر العلماء إلى العمل مع إطار مرجعي محدود عندما يتعلق الأمر بتقييم قابلية السكن للكواكب الأخرى. وفقًا لمعرفتنا ، لا توجد الحياة إلا على كوكب الأرض (أي الأرض) ، مما يؤثر بشكل طبيعي على فهمنا لأماكن وتحت أي ظروف يمكن أن تزدهر فيها الحياة. وعلى الرغم من البحث المستمر ، فإن السؤال عن كيفية ظهور الحياة على الأرض لا يزال شيئًا غامضًا.
إذا كان ينبغي العثور على الحياة على كوكب يدور حول قزم أحمر ، أو في البيئات القاسية التي اعتقدنا أنها غير صالحة للسكن ، فقد يشير ذلك إلى أن الحياة يمكن أن تنشأ وتتطور في ظروف مختلفة تمامًا عن ظروف الأرض. في السنوات القادمة ، من المتوقع أن تكشف بعثات الجيل القادم مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن تلسكوب ماجلان العملاق المزيد عن النجوم البعيدة وأنظمتها من الكواكب.
من المرجح أن تتضمن نتائج هذا البحث رؤى جديدة حول مكان ظهور الحياة والظروف التي يمكن أن تزدهر فيها.
