برنامه ی اخترزیست ناسا یک مکتوب برای اولویت های پژوهشی در این حوزه در دهه ی پیش رو منتشر کرد. در دو سال گذشته هشت صد عضو جامعه ی اخترزست شناسی در تحقیقات و استراتژی های ناسا در جهت پیشبرد اهداف ناسا در این حوزه همکاری کرده اند.
اختر زیست شناسی مطالعه ی منشا، تکامل، توزیع و آینده ی حیات در جهان است و ناسا برای به پاسخ رساندن این سه سوال تلاش کرده است:
حیات چطور شکل گرفته و تکامل آن به چه صورت بوده است؟
آیا حیات در خارج از کره ی زمین وجود دارد و اگر دارد چگونه می توان آن را تشخیص داد؟ و آینده ی حیات بر روی زمین و در کیهان چیست؟
ایجاد یک استراتژی
استراتژی ها از طریق برگزاری یک سری جلسات، مقالات آموزشی و مرور چشم انداز این حوزه توسعه پیدا کرده است، که می توان مستندات منتشر شده ی آن را از این لینک مشاهده کرد.
https://astrobiologyfuture.org
اعضای کمیته ی همکاری در اخترزیست شناسی در روند تعریف اهداف و مقاصد برنامه های این حوزه، شش موضوع عمده ی کنونی در زمینه ی تحقیقاتی این رشته را بررسی کردند:
شناسایی منابع غیرزنده و ترکیبات آلی
این که بلوک های سازنده ی حیات از کجا آمده اند یکی از مهم ترین اهداف پژوهشی در حوزه ی اخترزیست شناسی است که بررسی آن به درک این که چگونه مولکول های کوچک، مولکول های بزرگ تر و پیچیده تر را تولید می کنند همچنین به فهم بیوشیمی حیات و منشا آن در روی زمین کمک می کند.
این مسیر تحقیقاتی همیچنین می تواند ما را در درک و فهم اینکه اجسام یخی اولیه (سیارک ها، دنباله دارها) چه نقشی در منشا حیات بر روی زمین بازی کرده اند و این که آیا حیات یا شیمی پروبیوتیک می تواند در دنیاهای یخی مثل انسلادوس، اروپا، تیتان تکاملی داشته باشد و بررسی روند تولید مولکول ها درسطوح سیاره ای متفاوت، کمک کند.
کندریت های کربنی نمونه های شناخته شده ی خوب غنی از مواد آلی هستند، تصویر بالا یک بخش نازک از یک شهاب سنگ کربنی است.
عکس: L. Garvie
اعتبار تصویر: مرکز مطالعات شهاب سنگ شناسی
سنتر و مکانیسم عملکردی ماکرومولکول ها در منشا حیات
روی زمین ماکرومولکول ها بخصوص نوکلئیک اسیدها و پروتئین ها فرم ابزاری کاتالیزوری و ژنتیکی حفظ حیات هستند. این مولکول های منحصر به فرد قادر به عملکردهای ژنتیکی، کاتالیزورهای مورد نیاز برای حیات هستند. از چشم انداز وسیع تر؛ این پلیمرها نه تنها به عنوان مولکول های اطلاعاتی و نقش عملکردی حمل مولکول ها بر روی زمین، بلکه به عنوان مولکول های اطلاعاتی و وراثتی در هر سیاره ی دیگری نیز در نظر گرفته می شوند. به این ترتیب سوالاتی مانند، اینکه چطور و چگونه این مولکول ها می توانند اطلاعات را منتقل کنند و برای برخی عملکرد ها شگل بگیرند مورد بررسی قرار می گیرد. به اصطلاح برای درک ریشه های شیمیایی اولیه حیات، محققان باید به بررسی شیمیایی پلیمرهای اطلاعاتی اولیه ادامه دهند. و بدین ترتیب اختر زیست شناس ها باید روی توسعه ی درک و فهم سنتز و ترکیب مولکول ها، ثبات و مکانیسم عملکردی آنها در شرایط و محیط های زیستی تمرکز کنند.
حیات اولیه و افزایش پیچیدگی
فهمیدن تاریخچه ی حیات روی زمین کلید دانستن بسیاری از مسائل مربوط به اینکه حیات چیست و چطور کار می کند، می باشد. و شناخت حیات در دیگر سیارات بستگی به این دارد که دانشمندان چه تعریفی از این مسئله دارند. از این رو شناسایی ویژگی های حیات می تواند به پیش بینی های احتمالی حیات در دیگر سیارات کمک کند.
نمایی از درخت زندگی، که در آن LUCA جمعیت موجودات زنده است.
اعتبار عکس: Teske و Edwards 2005
تکامل حیات و محیط های فیزیکی
حیات موثر از محیط زیستش است. درواقع محیط زیست روی حیات تاثیر می گذارد. اخترزیست شناس ها روی درک رابطه ی بین حیات و محیط زندگی که منجر به شناخت آن در مناطق قابل زیست فرازمینی می شود، تمرکز می کنند. مطالعه ی تکامل حیات و محیط های زیستی از دیگر خطوط پژوهشی مهم در حوزه ی اخترزیست شناسی است. بررسی تکامل در زمین می تواند درک زیستمندی روی زمین و دیگر سیارات شبیه به زمین را افزایش دهد.
شناسایی، بررسی و تشخیص محیط های سکونت پذیر و زیستمند
شناسایی و توصیف ویژگی های محیط های دارای قابلیت زیست و یا محیط های غیرزیسمند مستلزم آنالیز و بررسی طیف وسیعی از مقیاس فضایی است. اختر زیست شناس ها روی این هدف که تعیین کنند آیا یک محیط خاص قابل سکونت است و این که آیا قادر به حمایت کردن از حیات است تمرکز زیادی دارند. در واقع هدف، درک چگونگی زیستمندی جهان هاست، فهمیدن بهتر اینکه چه پارامترهایی بر حیات موثر است و تعیین می کند که یک محیط چگونه می تواند سکونت پذیر باشد.
یک تصویر موزائیکی از نیمکره ی جنوبی اروپا، که نمایی از فعالیت های یخ فشانی در تصویر قابل مشاهده است. یخ‌فشان ( Cryovolcano) یا آتش‌فشان یخ، یک فوران آتش‌فشان وار مواد فرار مانند آب، آمونیاک یا متان است که در شرایطی به جای سنگ مذاب، این مواد به‌صورت گاز یا مایع و بخار به بیرون پرتاب می‌شوند. پس از فوران، این یخ گدازه‌ها در اثر دمای بسیار پایین پیرامون یخ‌فشان به‌زودی متراکم و به شکل جامد در می‌آیند.
ساختن یک دنیای زیستمند
زمین تنها دنیای زیستمندی است که تا به امروز می شناسیم، ماموریت برای کشف دنیاهای دیگر و جستجوی حیات در حال انجام و پیش روی است. علاوه بر اجرامی که در منظومه ی خورشیدی ما وجود دارد، امروزه اخترزیست شناس ها با شناسایی سیاراتی که احتمال پتانسیل حیات در آنها وجود دارد و در نزدیکی ستاره های دیگر در حال گردشند، کاتالوک خود را وسیع تر کرده اند. زیستمندی به عنوان پتانسیل یک محیط (گذشته یا در حال حاضر) که از هر نوعی از حیات حمایت کند، تعریف می شود. همان طور که می دانیم آب مایع یک شرط ضروری اما ناکافی برای وجود حیات است. درواقع سکونت پذیر بودن تابعی از بسیاری از پارامترهای زیستی است. پارامترهایی که اساس مطالعات آن ها درک نشانه های احتمالی برای حیات را فراهم می کند و درک عمیق تر از سکونت پذیری می تواند با توجه به تفسیر های زیستی به دانستن وجود یا عدم وجود حیات در یک محیط منجر شود.
یکی از دقیق ترین تصاویر تلسکوب فضایی هابل از اطراف و نزدیک ستاره ی فم الحوت
با توجه به تمرکز ناسا روی جستجوی سیارات و حیات، اختر زیست شناسی در مرکز توجه و رو به رشد ماموریت های اکتشافی منظومه ی شمسی است. تحقیقات اختر زیست شناسی با توجه به حمایت های مالی ناسا ادامه خواهد داشت تا به پاسخ پرسش هایی بزرگ در زمینه ی علوم و فضا از قبیل: از کجا آمده ایم؟ به کجا می رویم؟ و این که، آیا ما تنها هستیم؟ نزدیک شویم.
لینک دسترسی به فایل PDf استراتژی های برنامه ی اخترزیست ناسا در سال 2015 میلادی:
http://astrobiology.nasa.gov/uploads/filer_public/01/28/01283266-e401-4dcb-8e05-3918b21edb79/nasa_astrobiology_strategy_2015_151008.pdf
منبع خبر:
astrobiology.nasa.gov
زهرا سلطانی (كارشناس زيست شناسي، دانشگاه گيلان - منجم آماتور و عضو گروه پژوهشي اخترزيست شناسي موسسه)