چندی پیش سازمان ناسا بر روی خروجی وبگاه خود دستاورد پژوهشی را منتشر کرد که حاکی از یافته‌ی بزرگی بود. ناسا در این خبر که مانند بمبی به سرعت در فضای مجازی بازتاب پیدا کرد، اعلام کرد که تلسکوپ فضایی کپلر موفق به شناسایی سیاره‌ی فراخورشیدی دوردستی شده است که بدور ستاره‌ای بسیار شبیه به خورشید در حال گردش می‌باشد. دو ویژگی بارز به انتشار این خبر رنگ و لعاب داد. نخست آنکه سیاره‌ی یافت شده – که در حال حاضر با نام «کپلر-۴۵۲ب» معرفی شده است – در «پهنه‌ی زیست‌پذیر» سامانه‌ی ستاره‌ای خود قرار دارد و دوم آنکه از نظر اندازه، همسانی بسیاری با زمین دارد. رفتار ناسا در اعلام این خبر، کم سابقه بود، به نحوی که از دست کم یک روز پیش از اعلام آن با بیان آنکه به زودی خبر یک کشف مهم را اعلام خواهد کرد، به هیجان مخاطبان خود افزود.
- با قرار گرفتن خبر بر روی وبگاه ناسا، بسیاری از سایت‌ها و شبکه‌های اجتماعی در سراسر جهان و از جمله ایران با نام بردن از این سیاره‌ی تازه کشف شده با عباراتی همچون «سیاره دوقلوی زمین»، «زمین ۲»، «پسر عموی/برادر پیرتر زمین»، به پیشواز این خبر رفتند. در علم آمار، کشف تنها یک مورد استثنایی در یک مجموعه‌ی محدود، به منزله‌ی وجود موارد بیشماری از این دست در جامعه‌ی بیکرانِ در دست بررسی، شمرده می‌شود. به همین ترتیب، چنین کشفی که نمونه‌ی آن البته پیشتر در دیگر مشاهدات رصدخانه‌ی فضایی کپلر نیز دیده شده بود، این استدلال قدیمی را با خود به همراه آورد که زمین تنها جرم کیهانی شناخته شده در جهان نیست که در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خود قرار گرفته است و بی‌کتمان در جهان نمونه‌های بیشمار دیگری از سیارات زمین‌سان وجود خواهند داشت که در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی ستاره‌ای خود قرار گرفته‌اند و چه بسا امکان شناسایی نشانه‌هایی از حیات در بسیاری از آنها در آینده‌ی دور و نزدیک برای بشر زمینی امکان‌پذیر شود.
از سوی دیگر، مشاهدات کیهانی بر روی ابرهای میان ستاره‌ای، ستارگان دنباله‌دار و سیارک‌ها، حاکی از وجود منابع سرشار آمینو-اسید در آنها است که خود می‌تواند این دیدگاه را پشتیبانی کند که حیات بر روی زمین نیز سرچشمه‌ای فرازمینی داشته و در نتیجه، امکان شکل‌گیری حیات در جای جای دیگر عالم – در صورتی که شرایط مناسب مانند آنچه که بر روی زمین محقق گردید، وجود داشته باشد – امکان‌پذیر است. پس بنابراین، بدون تلاش در بی- و یا کم‌اهمیت جلوه دادن چنین کشف بزرگی از سوی ناسا، در این چند سطر کوشش می‌کنیم تا تنها به کنکاش در این نکته بپردازیم که:
صرف قرار گرفتن یک سیاره در پهنه‌ی زیست‌پذیر منظومه‌ی ستاره‌ای خود تا چه حد می‌تواند به عنوان معیاری برای سنجش امکان وجود و یا دوام حیات در آن سیاره در نظر گرفته شود؟
در ابتدا این نکته را یادآور می‌شویم که در این نوشتار تنها به ذکر عمده‌ترین مواردی می‌پردازیم که برای توضیح ارتباط بین قرارگیری یک سیاره در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خود و وجود آب مایع و حیات بر روی آن می‌توان ارائه داد. روشن است که نمی‌توان در این مجمل، به طور مفصل به بیان مجموعه شرایطی که امکان وجود آب به شکل مایع و همچنین شکل‌گیری، دوام و یا سطح تکامل حیات بر روی سطح سیاره‌ای که بر حسب تصادف در محل مناسبی از منظومه‌ی خود قرار گرفته است را فراهم می‌آورد، پرداخت.
پاسخ به پرسشی که پیشتر عنوان گردید را شاید بتوان این گونه داد که "جای گرفتن یک سیاره در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خود، تنها در نهایت یک شرط لازم و نه کافی از مجموعه شرایط ایده‌آلی که برای شکل‌گیری حیات در چنین سیاره‌ای لازم می‌باشد را فراهم می‌آورد". برای روشن‌تر شدن این گزاره، می‌توانیم نگاهی داشته باشیم به سامانه‌ی خورشیدی خود و پهنه‌ی زیست‌پذیر آن و اجرامی که در این میان جای خوش کرده‌اند. با توجه به اندازه، جرم و برونداد دمایی خورشید و همچنین رده‌ای که خورشید در میان دسته‌بندی ستارگان در آن جای دارد (کلاس G)، پهنه‌ی زیست‌سازگار سامانه‌ی خورشیدی، محدوده‌ای کم و بیش میان مدار زهره تا لبه‌ی درونی مدار بهرام را در بر می‌گیرد. در صورت قرار گرفتن یک سیاره در این منطقه و وجود آب بر روی سطح آن، می‌توان (تنها در صورت برآورده شدن شرایط دیگری) جریان آب را به شکل مایع بر روی آن ارزیابی نمود. بهترین منطقه‌ی پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خورشیدی، در حد فاصل ۰/۹۵ تا ۱/۳۷ واحد نجومی قرار دارد.
از آنجایی که آب در بین ما زمینیان به مایع حیات و ماده‌ی مورد نیاز برای فتوسنتز گیاهی شهرت دارد، قرار گرفتن یک سیاره در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی ستاره‌ای خود، نویدبخش امکان وجود حیات هوازی بر روی آن می‌باشد. با این حال، جریان آب مایع بر روی یک سیاره باز خود یکی دیگر از شرط‌های لازم ولی ناکافی برای شکل‌گیری حیات می‌باشد. برای نمونه، به کمک مشاهدات ربات مریخ‌پیمای «کنجکاوی»، از میان سیارات سامانه‌ی خورشیدی، در کنار زمین، جریان آب مایع در برهه‌ای از تاریخ زمین‌شناختیِ(!) سیاره‌ی بهرام نیز به اثبات رسیده است. با این حال، تلاش‌ها همچنان برای پیدا کردن هرگونه اثری که گواه بر وجود هرگونه حیات (تک-سلولی و یا متکامل‌تر از آن) در چنان برهه‌ی تاریخی بر روی سطح سیاره‌ی سرخ باشد، شوربختانه همچنان بی‌نتیجه مانده است. اینکه چرا در گذشته با وجود آب بر روی این سیاره، مجال شکل‌گیری حیات بر روی آن به وجود نیامده است، پرسشی است که هنوز پاسخی در خور برای آن پیدا نشده است و شاید اندیشه و دقت در آن بتواند به ما در رسیدن به یک نتیجه‌گیری بهتر در پایان این نوشتار کمک کند. وجود جو به شدت سمی مریخ و نقش و نحوه‌ی ارتباط آن با میزان بسیار ناچیز گازهای زیست‌پذیر (به آن شکلی که ما انتظار آن را داریم؛ همچون اکسیژن و نیتروژن) همچنان بدون توضیح مشخصی، بی پاسخ مانده است.
اگر نگاهی به تنها قمر زمین، ماه، که یکی دیگر از اجرامی است که در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خورشیدی قرار گرفته است بیندازیم، مشاهده خواهیم کرد که تمام منابع آب موجود بر روی آن به شکل یخ زده در زیر سطح آن جای گرفته است. باورها نسبت به وجود منابع گسترده‌ی آب‌های زیرزمینی یخ‌زده‌ی در ماه از مدت‌ها پیش وجود داشت و در نهایت به کمک مشاهدات دو فضاپیمای LRO و LCROSS به اثبات رسید. حال اینکه چرا با وجود قرار گرفتن در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خورشیدی، ماه از وجود جریان آب مایع بر روی خود بی‌بهره مانده است، به طور عمده به اندازه‌ی ماه و ارتباط آن با نبود هرگونه جوی که دمای سطحی و فشار جوی مناسب را بر روی آن برای جلوگیری از یخ زدن و فرار آب – از راه تبخیر و یا تجزیه‌ی ملکولی – به سمت فضا برآورده سازد، برمی‌گردد.
با این حال، جدای از نقشی که ستاره‌ی مادر در تعریف پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خود ایفا می‌کند، صرف قرار گرفتن یک سیاره در این پهنه و دارا بودن جو مناسب (چه از جهت فراهم آوردن گازهای مناسب برای ایجاد حیات کربنی و چه از جهت حفاظت در برابر پرتوهای مضر و جلوگیری از تبخیر و تجزیه ملکولی و یا یخ زدن آب) و از همه مهم‌تر وجود منابع آب بر روی سطح آن نیز (که با توجه به دمای سطحی مناسب امکان جریان یافتن به شکل مایع را داشته باشد)، باز نمی‌توان بدون توجه به ویژگی‌های گوناگون خود سیاره، امکان شکل‌گیری و دوام حیات بر روی سطح آن را بشکل دقیق مورد بررسی قرار داد. برای نمونه، می‌توان به مشخصات مداری و یا انحراف محوری سیاره اشاره کرد که نقش بسیار مهمی در توزیع مناسب دما در سراسر کره بازی می‌کنند. برای نمونه، میزان گژیدگی محور زمین ۲۳/۴ درجه می‌باشد که باعث می‌شود زمین در حین گردش به دور خورشید، از میزان بسیار بهینه‌ای از انرژی خورشیدی در طول سال بهره‌مند شود. اگر میزان گژیدگی موجود، کمی بیشتر و یا کمتر شود، تاثیر بالایی در نحوه‌ی گردش انرژی در اطراف زمین خواهد گذاشت که می‌تواند بر نحوه‌ی توزیع آب در اطراف سیاره و در نتیجه میزان تکامل و امکان بقای حیات مولکولی، گیاهی و جانوری، به شکل محسوسی تاثیرگذار باشد.
از سویی، بر روی زمین نیز حتی با وجود جریان آزاد آب مایع و وجود جوی که آکنده از گازهایی همچون اکسیژن و نیتروژن می‌یاشد، وجود گاز ازون در یکی از لایه‌های فوقانی جو برای جلوگیری از نفوذ پرتوهای زیان‌بار خورشید، امکان وجود هستی جانواری به آن شکلی که امروزه شاهد آن هستیم را برآورده ساخته است.
در چند سطری که آمد تنها به ذکر عمده‌ترین عواملی پرداختیم که برای توضیح ارتباط بین قرارگیری یک سیاره در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خود و شانس وجود آب مایع و حیات بر روی آن می‌توان پیش رو نهاد و همانطور که پیشتر نیز بدان اشاره شد، روشن است که نمی‌توان در اینجا به طور مفصل به بیان تمام شرایطی که امکان وجود، دوام و یا سطح تکامل حیات در سیاره‌ای که بر حسب تصادف در چنین پهنه‌ای از سامانه‌ی خود تشکیل شده است را فراهم می‌آورد، بپردازیم و در ادامه تنها به بیان چندی از آنها به شکل خلاصه بسنده می‌کنیم:
- احتمال تشکیل قمری بدور سیاره که از بسیاری جهات در تکامل حیات و فعالیت‌های زمین‌شناختی سیاره، نقش کلیدی بازی می‌کند، از جمله آنکه:
- تا حدی همچون سپری از سیاره در برابر برخورد انبوه خرده سیارک‌های سرگردان در فضا محافظت کند.
- با اعمال نیروی جزر و مدی به سیاره از افت سریع دمای هسته‌ی سیاره جلوگیری کرده و بدین ترتیب به تداوم چرخه‌ی کربنی بر روی سیاره – که به نوبه‌ی خود وجود یک هسته‌ی فعال را در درون سیاره (مانند مواد مذاب لایه‌های درونی زمین) می‌طلبد – کمک کند.
- با قفل شدن جزر و مدی با آن به کند شدن پیش‌روی محور سیاره و جلوگیری از بروز تغییرات عظیم اقلیمی که برای حیات ایده‌آل نمی‌باشد، کمک کند.
- احتمال وجود سیارات غول‌پیکر (غول‌های گازی) دیگری در سامانه که از بسیاری جهات برای تکامل حیات و فعالیت‌های زمین‌شناختی سیاره، نقش کلیدی بازی می‌کند، از جمله آنکه:
- با ایفای نقش یک تله‌ی گرانشی، شانس و تناوب برخورد خرده سیارک‌های بزرگتر با سیاراتی که در مدار‌های داخلی‌تر از جمله پهنه‌ی زیست‌پذیر قرار دارند را به حداقل برساند.
- عدم تشکیل غول‌های گازی در جایی از سامانه که باعث شود روند تشکیل سیارات در پهنه‌ی زیست‌پذیر و یا تعادل مداری سیارات موجود در این پهنه به چالش کشیده شود.
- تشکیل سیاره در «پهنه‌ی زیست‌پذیر کهکشان» خود یا به عبارتی قرار نداشتن سامانه‌ی میزبان سیاره در منطقه‌ای که برای مثال در فاصله‌ی اندکی (در مقیاس نجومی) از هسته‌ی کهکشان قرار گرفته است که در این صورت، کل سامانه در معرض تشعشعات مرگبار ناشی از فضای پر التهاب مناطق مرکزی کهکشان قرار خواهد گرفت.
در انتها باید این نکته را نیز یادآور شد که در مجموع، کره‌ی زمین نه تنها به دلیل قرار گرفتن در پهنه‌ی زیست‌پذیر سامانه‌ی خود که همچنین با در اختیار داشتن و فراهم آوردن مجموعه شرایط بیشمار دیگری که در بالا به چندی از آنها اشاره شد، نه تنها به امکان شکل‌گیری و پایداری حیات بر روی خود کمک کرده است که به لطف در اختیار داشتن منابع سرشار از مواد مولکولی ارزشمند و عناصر سنگین در تکامل شیمیایی گونه‌های جانوری موجود و از جمله پیشرفت تمدن بشری در حوزه‌ی فن‌آوری نیز کمک کرده است. عناصر سنگینی که امروزه نه تنها ماشین‌آلات و ابزار و دیگر ساخته‌های دست بشر که مهم‌تر از همه‌ی آنها، خود بدن ما انسان نیز از آنها ساخته شده‌اند. تکامل اندیشه در انسان مرهون وجود یاخته‌های فوق تکامل یافته‌ای است که در مغز انسان‌ها از عناصری همچون آهن، روبیدیم و روی تشکیل شده‌اند. این عناصر سنگین تنها می‌توانسته که در حین چرخه‌ی زندگی یک و یا چند ستاره‌ی اَبَر پر جرم و نیز به هنگام انفجار ابرنواختری در زمان مرگ این ستارگان، پیش از تولد خورشید، تشکیل شده باشد. زمین در واقع در جایی از فضای کیهانی تولد یافت که در برهه‌ای دیگر از تاریخ جهان، در همان منطقه، ستارگان بسیار پر جرم دیگری ظهور پیدا کردند و با زندگی و مرگ خود، آنچه که ما امروزه در درون و برون بدن خود بدان برای اندیشه و ساخت و ساز و تکامل بیش از پیش نیازمندیم را فراهم آوردند.
