اکسیژن نشانۀ قطعی حیات در سیارات بیگانه نیست!

جو زمین دارای اکسیژن است زیرا گیاهان به طور پیوسته این عنصر را از راه فرایند فتوسنتز تولید می کنند. این فراوانی ذخیره ی اکسیژن به گونه های زیستی، مانند جانوران امکان پیدایش و رشد می دهد. از همین روست که اکسیژن به عنوان یک نشانه ی اصلی حیات بر روی سیارات فراخورشیدی در نظر گرفته شده است.

اما اکنون دو دانشمند ژاپنی به نام های نوریو ناریتا و شیگه یوکی ماسااوکا از بنیاد NINS ژاپن، نظر تازه ای ارائه کرده اند که بر پایه ی آن، سیاره ها می توانند ذخیره های بزرگی از اکسیژن غیرزیستی (abiotic)، یعنی اکسیژنی که توسط جانداران تولید نشده را داشته باشند. این بررسی نمونه ی خوبی از پژوهش های میان-رشته ای است که برای پیشرفت اخترزیست شناسی جستجوی حیات در سیارات فراخورشیدی، دانسته های زمینه های گوناگون دانش را با هم ترکیب می کند.

تاکنون باور بر این بوده که اگر یک سیاره اکسیژن داشته باشد، معنایش این است که گونه هایی از گیاه در آن سیاره در حال تولید اکسیژن از راه فتوسنتز هستند. بنابراین گمان می رفت که اگر بخواهیم به دنبال نشانه های حیات روی فراسیاره های زیست پذیر باشیم، تنها کافیست اکسیژن را در جو آن شناسایی کنیم و در واقع وجود اکسیژن در جو، می تواند به عنوان یک زیست‌نشانگر یا بیومارکرِ قطعی پنداشته شود. اما واقعیت این است که واکنش های شیمیایی غیرزیستی هم می توانند بر ترکیب جو سیارات فراخورشیدی تاثیر گذار باشند.

اکنون این گروه پژوهشی به رهبری دکتر ناریتا نشان داده که اکسیژن غیرزیستی می تواند از آب در حضور اکسید تیتانیوم (تیتانیا) و یک پذیرنده ی الکترون در نور فرابنفش نیز تولید شود (واکنش نور-فروکافتی یا photocatalytic). در واقع، اکسید تیتانیوم به یک کاتالیزور برای تجزیه ی آب توسط نور فرابنفش تبدیل می شود. بر پایه ی گزارش آنها، از آنجایی که اکسید تیتانیوم روی برخی اجرام و سیاره های سنگی یافته شده، اکسیژن غیرزیستی تولید شده در واکنش نور-فروکافتی اکسید تیتانیوم را نمی توان نادیده گرفت.

دکتر ناریتا می گوید: «ما برای جستجوی حیات روی سیاره های فراخوارشیدی از راه مشاهدات اخترشناسی نیاز به این داریم که دانسته هایمان در زمینه های گوناگون دانش را با هم ترکیب کنیم و پژوهش های اخترزیست شناختی را گسترش دهیم تا بتوانیم نشانه های قطعی زندگی را بیابیم. اگرچه اکسیژن هنوز یکی از نشانه های زیست احتمالی است، ولی لازم است با توجه به پژوهش کنونی، به دنبال نشانه های دیگری به جز اکسیژن هم باشیم.»