آیا فسفین نشانه‌ای از حیات در ابرهای سیاره زهره را آشکار کرده است؟

جایی در ارتفاع حدود ۵۰ کیلومتری بر فراز سطح زهره و در میان ابرهای متراکم آن، جایی که محیطی به‌شدت اسیدی حاکم است، بوی ماهی گندیده می‌آید. هنوز نمی‌دانیم این بوی زندگی است یا معمایی تازه.

مقاله‌ای که امروز در نیچر منتشر شد و گروهی از دانشمندان در کنفرانسی خبری ، درباره آن صحبت کردند ممکن است به یکی از رویدادهای تعیین‌کننده مسیر کاوش‌های فضایی آینده بدل شود.

بر اساس این مقاله، گروهی از دانشمندان موفق شده‌اند با استفاده از تلسکوپ جیمز ماکسول در هاوایی و آرایه بزرگ امواج رادیویی میلی‌متری و زیر میلی‌متری آتاکاما در شیلی نشانه‌هایی از ماده‌ای به نام فسفین را در ارتفاع حدود ۵۰ تا ۶۰ کیلومتری جو سیاره زهره شناسایی کنند.

شاید در نگاه اول این خبر چندان عجیب و مهم به نظر نرسد اما مساله این است که اگر جامعه علمی بتواند با مشاهدات بعدی وجود این ماده شیمیایی را در آن ارتفاع تأیید کند، این فسفین درجایی وجود دارد که ما توضیحی برایش نداریم. به عبارت بهتر تنها توضیحی که می‌تواند وجود فسفین در این اندازه را توجیه کند، وجود نوعی فعالیت زیستی در این لایه است. اما عجله نکنید ما هنوز حیاتی بر زهره پیدا نکرده‌ایم.

فسفین چیست؟

فسفین ترکیب پیچیده‌ای نیست. درواقع مولکولی است که از ترکیب سه هیدروژن و یک اتم فسفر ایجاد می‌شود. و با نشان PH₃   بیان می‌شود. این گاز به‌شدت در مجاورت هوا قابل اشتعال است، بی‌رنگ بوده و  در مقیاس کم بی‌بو است. اگرچه اگر آن را متراکم کنید و چگالی‌اش افزایش یابد آن‌وقت به گازی بد بو بدل می‌شود که بویی شبیه به ماهی مرده یا رایحه تند سیر دارد. البته اگر با فسفین در چنین انباشتگی مواجه شدید سریع فرار کنید چون این گاز در تراکم بالا به‌شدت سمی و کشنده است.

این گاز در جو زمین به‌طور بسیار پراکنده و با غلظت کمی وجود دارد. دلیل شکل‌گیری طبیعی این گاز بخشی از چرخه معروف به چرخه فسفر در طبیعت است و احتمالاً به‌واسطه بخشی از فرآیند زوال و پوسیدگی مواد آلی روی زمین ایجاد می‌شود. البته به‌طور مصنوعی نیز می‌توان این ماده را تولید کرد.

اگر اهل سریال‌های تلویزیونی باشید احتمال سریال معروف «بریکینگ بد» را دیده‌اید در اولین قسمت این سریال، جایی که شخصیت کریزی-۸ و امیلیو کویوما قصد دارند والتر وایت را وادار کنند برایشان مت تولید کند، او فسفر قرمز را درون آب جوش می‌ریزد و گاز مسموم و کشنده فسفین به او کمک می‌کند تا فرار کند. البته در واقعیت فسفر قرمز در آب جوش نه منفجر می‌شود و نه با هیدروژن ترکیب می‌شود. تهیه‌کنندگان به‌قصد و برای جلوگیری از بدآموزی به‌جای فسفاید فلزی از فسفر قرمز کرده بودند.

فسفین در سیاره‌های دیگر نیز کشف‌شده است. برای مثال می‌دانیم در جو مشتری و زحل فسفین وجود دارد. دلیل وجود این گاز در آنجا به‌واسطه وجود فشار و گرمای فوق‌العاده بخش‌های کم ارتفاع سیاره تولید می‌شود. ترکیب هیدروژن با فسفر فرآیندی فوق‌العاده انرژی بر است و برای همین هم باید فشار و دمایی مانند آنچه در لایه‌های زیرین مشتری و زحل وجود دارد مهیا باشد تا به طور طبیعی این گاز تولید شود.

با چنین شرایطی چطور سروکله این گاز در زهره پیداشده است؟ این سؤال جذاب‌ترین بخش این یافته است.

جستجوی فسفین

در سال ۲۰۱۷ جین گریویس ستاره‌شناس رادیویی دانشگاه کاردیف در انگلستان با کمک تلسکوپ جیمز کلارک مایکسول به بررسی طیف جو سیاره زهره پرداخت و در کمال تعجب متوجه خطوط طیفی شد که متناسب و معادل مولکول فسفین بود. بررسی بیشتر نشان داد که غلظت این ترکیب شیمیایی در ارتفاع بین ۵۰ تا ۶۰ کیلومتری جو زهره معادل ۲۰ ذره در هر یک میلیارد ذره است. این غلظت معادل ۱۰۰۰ تا یک میلیون برابر چیزی است که در جو زمین شاهد آن هستیم.

این گروه تحقیقاتی درحالی‌که از این یافته خود شگفت‌زده بودند رصدهای مجددی را در سال گذشته با کمک آرایه رادیویی آتاکاما در شیلی انجام دادند و بار دیگر با همین نتیجه روبرو شدند.

روش‌های طبیعی برای تولید فسفین وجود دارد. همان‌طور که در مورد مشتری و زحل شاهد آن هستیم. در زهره برخی از فعالیت‌ها می‌توانند این ترکیب را تولید کنند. رویدادهایی مانند بروز صاعقه‌ در جو، فعالیت‌های آتش‌فشانی و حتی سقوط و متلاشی شدن شهاب‌سنگ‌ها در جو. اما هیچ‌کدام از این روش‌های شناخته‌شده یا ترکیب آن‌ها نمی‌تواند توضیح‌دهنده این مقدار از این ترکیب در جو باشد.

پاسخ چیست؟

چند گزینه برای وجود این مقدار فسفین در جو زهره ممکن است وجود داشته باشد.

نخست اینکه سازوکاری شیمیایی در زهره در جریان باشد که ما هنوز از آن اطلاعی نداریم. سازوکاری که به‌واسطه شرایط ویژه این سیاره در حال رخ دادن است و ما در زمین مشابه آن را نداریم. درنهایت اینکه زهره و زمین اگرچه ازنظر ابعاد مشابه هستند و به‌نوعی خواهر دوقلوی سیاره‌ای به شمار می‌روند اما مسیر تکاملی بسیار متفاوتی را پشت سر گذاشته‌اند.

زهره که درزمانی ممکن است شرایطی مشابه زمین داشته و حتی بر اساس یکی از مدل‌های موجود ممکن است چند میلیارد سالی میزبان اقیانوس‌های آب بر سطح خود بوده باشد، به‌مرورزمان به دلیل انباشتگی گازهای گلخانه‌ای به جهنمی واقعی بدل شده است.

فرآیند گرمایش این سیاره به حدی است که عملاً تفاوت چندانی میان دمای سیاره در بخش تاریک و روشنش وجود ندارد و فشار جو بر سطح آن در حدود ۹۳ بار است. روی زمین بر اینکه چنین فشاری را مشاهده کنید باید به عمق ۹۰۰ متری زیر آب بروید. دمای سطح این سیاره تا حدود ۷۴۰ کلوین یا ۴۶۷ درجه سانتی‌گراد می‌رسد (که از دمای ظهر در عطارد که نزدیک‌ترین سیاره به خورشید است نیز بالاتر است) و محیطی به‌شدت اسیدی در ابرهای آن وجود دارد و احتمال وجود باران های اسیدی سولفوریک در این جو بسیار بالا است.

این محیط غریب و غیرعادی ممکن است میزبان فرآیندهایی باشد که هنوز ما درکی از آن نداریم به‌خصوص که در دهه‌های اخیر ما توجه زیادی به سیاره زهره نداشته‌ایم و باوجودی که این سیاره عملاً همسایه دیواربه‌دیوار ما است، کمتر از اهدافی مانند مریخ موردتوجه بوده است.

با در نظر گرفتن جو غلیظ این سیاره برای درک بهتری از دنیای زهره نیازمند مأموریت‌های فضایی هستیم که این سیاره را از نزدیک بررسی کنند.

گزینه دیگر برای توجیه این مشاهده این است که در رصد آن دچار خطا شده باشیم. اینکه امواج نویز که روی داده‌ها اثر می‌گذارد باعث تفسیر اشتباه این خطوط شده باشد. اگرچه این واقعیت که دو سری داده از دو رصدخانه متفاوت نتیجه یکسانی داده احتمال بروز خطا را کم می‌کند اما برونو بزارد، یکی از متخصصان طیف‌نگاری رصدخانه پاریس، به نیوساینتیست گفته است دلیلی نمی‌بینید که این نتیجه به دلیل تأثیر این امواج نباشد.

احتمال سوم این است که شاید در آن ارتفاع به‌خصوص در زهره نوعی حیات وجود داشته باشد که فرآیند زوال آن‌ها این مقدار فسفین را تولید کند.

در ارتفاعی که این انباشتگی فسفین مشاهده‌شده است فشار جو معادل فشار جو روی سطح زمین است و دما می‌تواند بین صفر تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد متغیر باشد. شرایطی که اگر به خاطر وجود ابرهای اسیدسولفوریک در این ارتفاع نبود می‌توانست به شرایطی مطلوب برای حیات تفسیر شود.

ما روی زمین گونه‌های اصطلاحاً سخت‌دوستی را داریم که می‌توانند در محیطی اسیدی به حیات خود ادامه دهند و شاید چنین گونه‌ای توانسته باشد از دل فرآیند تکاملی زهره جان سالم به در برده باشد و در این ارتفاع به حیاتش ادامه داده باشد.

البته امکان وجود حیات در ابرهای زهره گزینه‌ای نیست که به‌تازگی مطرح‌شده باشد.

در دهه ۱۹۶۰ ستاره شناسان متوجه شدند که میزان بازتاب نور فرابنفش از ابرهای زهره کمتر از میزانی است که انتظار می‌رود.  در آن زمان کارل ساگان و  هارولد مورویتز  این فرض را مطرح کردند که شاید جاندارانی که با کمک انرژی نوعی فوتو سنتز انجام می‌دهند در این ابرها وجود داشته باشند. البته این نظر در سال‌های بعد با چالش‌های زیادی مواجه شده است به قول کارولین پورکو، یکی از مشکلات این دیدگاه این بود که این فرض بر مبنای وجد این ارگانیزم‌ها درون قطرک‌های جو بنا شده بود. این قطرک‌ها اگرچه همیشه در جو وجود دارند اما تک‌تک این قطرک‌ها عمر محدودی دارند و زمان کافی برای میزبانی این چنین حیاتی را ندارند.

فرضیات دیگری نیز درباره امکان وجود نوعی حیات در جو زهره وجود دارند. اما هیچ‌کدام مستند به نشانه‌های جدی نیست.

احیای علاقه به زهره

نکته مهم در این خبر هم همین است. محققان ادعا نکرده‌اند نشانه حیات در زهره را پیداکرده‌اند. آن‌ها گفته‌اند چیزی را دیده‌اند که اگر درست باشد یکی از توضیحاتش ممکن است وجود حیات باشد.

اما این یافته فارغ از اینکه تحقیقات بعدی تا چه اندازه تأیید یا ردش کند به‌طور بالقوه می‌تواند رویدادی تاریخی به شمار برود همان‌طور که یافتن شهاب‌سنگ الن هیلز در ۱۹۹۶ که در آن زمان مشکوک به در برداشتن فسیلی از ارگانیزمی مریخی بود، رویدادی مهم برای کاوش‌های مریخ به شمار می‌رود.

این یافته می‌تواند علاقه دوباره به کاوش سیاره زهره را که در این سال‌ها به‌خصوص در سایه کاوش‌های مریخ قرارگرفته است زنده کند.

در میان جامعه سیاره شناسی همواره بحث‌های مهمی درباره اهداف کاوش‌هایی فضایی وجود داشته است و برخی سیاره شناسان ترجیح می‌دهند که توجه بیشتری به سیاره زهره صورت بگیرد. این یافته می‌تواند موضع این گروه را تقویت  کرده و فصل تازه‌ای در کاوش‌ها و مطالعات زهره ایجاد کند.

در حال حاضر ناسا دو طرح از خانواده مأموریت‌های دیسکاوری را برای بررسی زهره در حال بررسی دارد – که این خبر می‌تواند به تأیید آن‌ها کمک کند. مأموریت VERITAS که مدار گردی در اطراف زهره است و +DAVINCI که غیر از گردش در مدار، کاوشگری را به لایه‌های فوقانی جو زهره خواهد فرستاد. اگر این مأموریت تأیید شود این نخستین بار از سال ۱۹۸۴ خواهد بود که مأموریتی برای بررسی نزدیک و درون جوی زهره اعزام‌شده است. قرار است نتیجه بررسی این طرح‌ها اوایل سال آینده میلادی اعلام شود و حال با این خبر و این بحث شانس انتخاب مأموریت زهره ممکن است افزایش یابد.

شاید مهم‌ترین نکته خبر امروز این باشد که ما هنوز تا چه اندازه نسبت به خانواده خورشیدی خود اطلاعات اندکی داریم و تا چه اندازه سؤالی‌های بی‌پاسخ در برابر ما قرار دارند. زهره این روزها در آسمان بامدادی قرار دارد و به‌راحتی می‌توانید آن را در آسمان مشاهده کنید. وقتی به درخشش ستاره صبحگاهی خیره شدید به یاد بیاورید در پشت حجاب این زیبایی خیره‌کننده و درخشان دنیایی شگفت‌انگیز و پرتلاطم قرار دارد که هنوز رازهای خود را برای ما آشکار نکرده است.