Το 2020, οι επιστήμονες εντόπισαν ένα αέριο που ονομάζεται φωσφίνη στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης και οι επιστήμονες ιχυρίστηκαν ότι κάτι ζωντανό είναι η μόνη εξήγηση για την πηγή της χημικής αυτής ουσίας. Ο ισχυρισμός για μια πιθανή βιοϋπογραφή στον ουρανό της Αφροδίτης εξακολουθεί να προκαλέι διαμάχες μέχρι σήμερα. Οι επιστήμονες δεν μπορούν να συμφωνήσουν για το αν υπάρχει καν φωσφίνη εκεί, πόσο μάλλον αν θα ήταν ισχυρή απόδειξη μιας εξωγήινης βιόσφαιρας στον δίδυμο πλανήτη μας. Αυτό που αποδείχθηκε δύσκολο για την Αφροδίτη θα είναι ακόμη πιο δύσκολο για εξωπλανήτες που απέχουν πολλά έτη φωτός από τη Γη.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) της NASA, το οποίο εκτοξεύτηκε το 2021, έχει ήδη μεταδώσει δεδομένα σχετικά με την ατμοσφαιρική σύνθεση ενός μεσαίου μεγέθους εξωπλανήτη, του K2-18 b, που ορισμένοι έχουν ερμηνεύσει – αμφιλεγόμενα – ως πιθανή απόδειξη ζωής. Αλλά ακόμη και όταν οι ελπίδες για ανίχνευση βιοϋπογραφής αναπτερώνονται, ορισμένοι επιστήμονες αρχίζουν να ρωτούν ανοιχτά εάν τα αέρια στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη θα είναι ποτέ πειστικά στοιχεία για εξωγήινη ζωή.
Μια σειρά από πρόσφατες εργασίες διερευνούν τις τρομακτικές αβεβαιότητες στην ανίχνευση βιοϋπογραφών σε εξωπλανήτες. Μια βασική πρόκληση που εντοπίζουν είναι αυτό που αποκαλεί ο φιλόσοφος της επιστήμης Peter Vickers στο Πανεπιστήμιο του Durham ως «το πρόβλημα των ασύλληπτων εναλλακτικών». Με απλά λόγια, πώς μπορούν οι επιστήμονες να είναι σίγουροι ότι έχουν αποκλείσει κάθε πιθανή μη βιολογική εξήγηση για την παρουσία ενός αερίου – ειδικά όταν η γεωλογία και η χημεία των εξωπλανητών παραμένουν σχεδόν τόσο μυστηριώδεις όσο και η εξωγήινη ζωή; «Νέες ιδέες διερευνώνται συνεχώς και θα μπορούσε να υπάρχει κάποιος αβιοτικός μηχανισμός για αυτό το φαινόμενο που απλά δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμη», είπε ο Vickers. «Αυτό είναι το πρόβλημα των ασύλληπτων εναλλακτικών λύσεων στην αστροβιολογία».
Εάν ή όταν οι επιστήμονες ανιχνεύσουν ένα υποτιθέμενο αέριο βιολογικής υπογραφής σε έναν μακρινό πλανήτη, μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν τύπο που ονομάζεται θεώρημα Bayes για να υπολογίσουν την πιθανότητα ύπαρξης ζωής εκεί με βάση τρεις πιθανότητες. Δύο έχουν να κάνουν με τη βιολογία. Το πρώτο είναι η πιθανότητα να εμφανιστεί ζωή σε αυτόν τον πλανήτη, δεδομένου όλων των άλλων που είναι γνωστά για αυτόν. Το δεύτερο είναι η πιθανότητα ότι, εάν υπάρχει ζωή, θα δημιουργούσε τη βιοϋπογραφή που παρατηρούμε. Και οι δύο αυτοί παράγοντες φέρουν σημαντικές αβεβαιότητες, σύμφωνα με τους αστροβιολόγους Cole Mathis του κρατικού πανεπιστημίου της Αριζόνα και Harrison Smith του Earth-Life Science Institute του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Τόκιο, οι οποίοι διερεύνησαν αυτού του είδους τη συλλογιστική σε μια εργασία το περασμένο φθινόπωρο. Ο τρίτος παράγοντας είναι η πιθανότητα ένας άψυχος πλανήτης να παράγει το παρατηρούμενο σήμα – μια εξίσου σοβαρή πρόκληση, συνειδητοποιούν τώρα οι ερευνητές, που είναι μπερδεμένη στο πρόβλημα των ασύλληπτων αβιοτικών εναλλακτικών λύσεων. «Αυτή είναι η πιθανότητα», είπε ο Vickers, «που θα μπορούσε σχεδόν να κυμαίνεται από το μηδέν έως το 1».
Ας εξετάσουμε την περίπτωση του K2-18 b, ενός «μίνι-Ποσειδώνα» που είναι ενδιάμεσου μεγέθους μεταξύ Γης και Ποσειδώνα. Το 2023, τα δεδομένα του JWST αποκάλυψαν ένα στατιστικά ασθενές σημάδι διμεθυλοσουλφιδίου (DMS) στην ατμόσφαιρά του. Στη Γη, το DMS παράγεται από θαλάσσιους οργανισμούς. Οι ερευνητές που το εντόπισαν δοκιμαστικά στο K2-18 b ερμήνευσαν τα άλλα αέρια, που ανακαλύφθηκαν στον ουρανό του, ότι ο πλανήτης είναι ένας «υδάτινος κόσμος» με κατοικήσιμη επιφάνεια έναν ωκεανό, υποστηρίζοντας τη θεωρία τους ότι το DMS εκεί προέρχεται από τη θαλάσσια ζωή. Αλλά άλλοι επιστήμονες ερμηνεύουν τις ίδιες παρατηρήσεις ως απόδειξη μιας αφιλόξενης, αέριας πλανητικής σύνθεσης που μοιάζει περισσότερο με αυτή του Ποσειδώνα.
Ασύλληπτες εναλλακτικές περιπτώσεις έχουν ήδη αναγκάσει τους αστροβιολόγους πολλές φορές να αναθεωρήσουν τις ιδέες τους σχετικά με το τι κάνει μια καλή βιοϋπογραφή. Όταν ανιχνεύθηκε η φωσφίνη στην Αφροδίτη, οι επιστήμονες δεν γνώριζαν τρόπους με τους οποίους θα μπορούσε να παραχθεί σε έναν άψυχο βραχώδη κόσμο. Από τότε, έχουν εντοπίσει αρκετές εφικτές αβιοτικές πηγές του αερίου. Ένα σενάριο είναι ότι τα ηφαίστεια απελευθερώνουν χημικές ενώσεις που ονομάζονται φωσφίδια, τα οποία θα μπορούσαν να αντιδράσουν με το διοξείδιο του θείου στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης για να σχηματίσουν φωσφίνη – μια εύλογη εξήγηση δεδομένου ότι οι επιστήμονες έχουν βρει στοιχεία ενεργού ηφαιστείου στον δίδυμο πλανήτη μας. Ομοίως, το οξυγόνο θεωρούνταν αέριο βιολογικής υπογραφής μέχρι τη δεκαετία του 2010, όταν ερευνητές, συμπεριλαμβανομένης της Victoria Meadows στο Εικονικό Πλανητικό Εργαστήριο του Ινστιτούτου Αστροβιολογίας της NASA, άρχισαν να βρίσκουν τρόπους με τους οποίους οι βραχώδεις πλανήτες θα μπορούσαν να συσσωρεύουν οξυγόνο χωρίς βιόσφαιρα. Για παράδειγμα, το οξυγόνο μπορεί να σχηματιστεί από το διοξείδιο του θείου, το οποίο αφθονεί σε κόσμους τόσο διαφορετικούς όσο η Αφροδίτη και η Ευρώπη.
Σήμερα, οι αστροβιολόγοι έχουν εγκαταλείψει σε μεγάλο βαθμό την ιδέα ότι ένα μεμονωμένο αέριο θα μπορούσε να είναι μια βιοϋπογραφή. Αντίθετα, επικεντρώνονται στον εντοπισμό «συνόλων» ή σε ομάδες αερίων που δεν θα μπορούσαν να συνυπάρξουν χωρίς ζωή. Αν κάτι μπορεί να θεωρηθεί ως «χρυσό πρότυπο βιοϋπογραφής», είναι ο συνδυασμός οξυγόνου και μεθανίου. Το μεθάνιο αποικοδομείται γρήγορα σε πλούσιες σε οξυγόνο ατμόσφαιρες. Στη Γη, τα δύο αέρια συνυπάρχουν μόνο επειδή η βιόσφαιρα τα αναπληρώνει συνεχώς.
Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να βρουν μια αβιοτική εξήγηση για τις βιοϋπογραφές οξυγόνου-μεθανίου. Αλλά οι Vickers, Smith και Mathis αμφιβάλλουν ότι αυτό το συγκεκριμένο ζεύγος – ή ίσως οποιοδήποτε μείγμα αερίων – θα είναι ποτέ πειστικό. «Δεν υπάρχει τρόπος να είμαστε σίγουροι ότι αυτό που εξετάζουμε είναι στην πραγματικότητα συνέπεια της ζωής, σε αντίθεση με μια συνέπεια κάποιας άγνωστης γεωχημικής διαδικασίας», είπε ο Smith. «Το JWST δεν είναι ανιχνευτής ζωής. Είναι ένα τηλεσκόπιο που μπορεί να μας πει ποια αέρια υπάρχουν στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη», είπε ο Mathis.
Η Sarah Rugheimer, μια αστροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του York που μελετά τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών, είναι πιο αισιόδοξη. Ψάχνει ενεργά για εναλλακτικές αβιοτικές εξηγήσεις για βιοϋπογραφές συνόλου, όπως το οξυγόνο και το μεθάνιο. Ωστόσο, λέει, «Θα άνοιγα ένα μπουκάλι σαμπάνια – πολύ ακριβή σαμπάνια – αν βλέπαμε οξυγόνο, μεθάνιο, νερό και CO2 σε έναν εξωπλανήτη».
«Ακόμα δεν ξέρουμε τι πραγματικά συμβαίνει στην Αφροδίτη, και έτσι φυσικά αισθανόμαστε απελπισμένοι», είπε η αστροχημικός Clara Sousa-Silva από το Bard College, ειδικός στη φωσφίνη που βοήθησε στην ανίχνευσή της στην Αφροδίτη. Για αυτήν, το επόμενο βήμα είναι ξεκάθαρο: «Ας σκεφτούμε ξανά την Αφροδίτη». Οι αστρονόμοι πρακτικά αγνόησαν την Αφροδίτη για δεκαετίες. Η διαμάχη για τη βιοϋπογραφή πυροδότησε νέες προσπάθειες όχι μόνο για την ανακάλυψη αβιοτικών πηγών φωσφίνης που δεν είχαν εξεταστεί στο παρελθόν, αλλά και για την καλύτερη κατανόηση του αδερφού μας πλανήτη. (Τουλάχιστον πέντε αποστολές στην Αφροδίτη έχουν προγραμματιστεί για τις επόμενες δεκαετίες.) «Νομίζω ότι αυτή είναι και η πηγή ελπίδας στην έρευνα των εξωπλανητών.»
Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε αρχικά στο Nautilus, ένα περιοδικό επιστήμης και πολιτισμού για περίεργους αναγνώστες.
Περισσότερα εδώ