ويتكهن دافي وهاوورث أنه على الكواكب النائية، يمكن لمجتمعات البكتيريا الأرجوانية أن تنتفخ في المحيطات الكبريتية السوداء، أو تنتشر في طبقات حول المصادر المحلية لكبريتيد الهيدروجين. إذا تطورت إلى نباتات يمكنها البقاء على الأرض، مثل النباتات الأرضية، فإنها ستظل تميل أسطحها الممتصة للضوء نحو نجمها، لكنها قد تكون أرجوانية أو حمراء أو برتقالية، اعتمادًا على الأطوال الموجية للضوء التي تتناغم معها. لا يزال لديهم كتل من الخلايا التي تستمد العناصر الغذائية من الأرض، لكنهم يبحثون عن عناصر مغذية مختلفة. (بالنسبة للنباتات على الأرض، النترات والفوسفات أمر بالغ الأهمية.)
إذا كان هؤلاء العلماء على حق في أن الحياة النباتية يمكن أن تنشأ في أنظمة القزم الأحمر، فسيحتاج علماء الفلك بعد ذلك إلى معرفة مكان توجيه تلسكوباتهم للعثور عليها. للبدء، يركز العلماء عادة على المنطقة الصالحة للسكن حول كل نجم، والتي تسمى أحيانًا منطقة “المعتدل” لأنها ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا بالنسبة للمياه السائلة على سطح الكوكب. (إذا كان الماء حارًا جدًا فسوف يتبخر الماء. وإذا كان باردًا جدًا فسوف يتحول إلى جليد بشكل دائم.) وبما أن الماء ضروري على الأرجح لمعظم أنواع الحياة، فإنه تطور مثير عندما يجد علماء الفلك عالمًا صخريًا في هذه المنطقة – أو في حالة نظام TRAPPIST-1، عوالم متعددة.
لكن عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة جورجيا، كاساندرا هول، تقول ربما حان الوقت لإعادة التفكير في المنطقة الصالحة للسكن بطريقة لا تركز على الماء فحسب، بل على الضوء أيضًا. وفي دراسة أجريت في وقت سابق من هذا العام، ركزت مجموعة هول على عوامل مثل شدة ضوء النجوم، ودرجة حرارة سطح الكوكب، وكثافة غلافه الجوي، ومقدار الطاقة التي تحتاج الكائنات الحية إلى إنفاقها لمجرد البقاء، بدلا من النمو. وبالنظر إلى هذه الأمور معًا، فقد قدروا “المنطقة الصالحة للسكن التي يتم فيها التمثيل الضوئي” والتي تقع أقرب قليلاً إلى نجم الكوكب من المنطقة الصالحة للسكن التقليدية للمياه. فكر في مدار يشبه مدار الأرض وأقل شبهاً بمدار المريخ.
ويسلط هول الضوء على خمسة عوالم واعدة تم اكتشافها بالفعل، وهي: كيبلر-452 ب، وكبلر-1638 ب، وكبلر-1544 ب، وكبلر-62 إي، وكبلر-62 ف. إنها كواكب صخرية في مجرة درب التبانة، ومعظمها أكبر قليلًا من الأرض ولكنها ليست كواكب غازية عملاقة مثل “نبتونات صغيرة”، وهي تقضي جزءًا كبيرًا من مداراتها، إن لم يكن المدار بأكمله، داخل المنطقة الصالحة للسكن لنجمها للتمثيل الضوئي. (وجدها علماء الفلك جميعًا خلال العقد الماضي باستخدام تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لناسا).
وبطبيعة الحال، فإن الجزء الصعب هو محاولة اكتشاف علامات واضحة للحياة على بعد أكثر من 1000 سنة ضوئية. يبحث علماء الأحياء الفلكية عن بصمات كيميائية معينة كامنة في أجواء الكواكب الخارجية. يقول هول: “بشكل عام، أنت تبحث عن علامات اختلال التوازن الكيميائي، أي وجود كميات كبيرة من الغازات غير المتوافقة مع بعضها البعض لأنها تتفاعل مع بعضها البعض لتكوين أشياء مختلفة”. يمكن أن تشير هذه إلى عمليات الحياة مثل التنفس أو الاضمحلال.
سيكون مزيج ثاني أكسيد الكربون والميثان مثالًا رئيسيًا على ذلك، حيث يمكن إطلاق كليهما عن طريق أشكال الحياة، ولا يدوم الميثان طويلًا ما لم يتم إنتاجه باستمرار، مثل تحلل المواد النباتية بواسطة البكتيريا. لكن هذا ليس دليلاً دامغًا: يمكن أيضًا إنتاج الكربون والميثان من عالم نشط بركانيًا.
يمكن أن تشمل التوقيعات الأخرى الأكسجين، أو الأوزون المشتق منه، والذي يتم توليده عندما يقوم الإشعاع النجمي بتقسيم جزيئات الأكسجين. أو ربما تشير غازات الكبريتيد إلى وجود عملية التمثيل الضوئي دون وجود الأكسجين. ومع ذلك، يمكن أن تأتي كل هذه العناصر من مصادر غير حيوية، مثل الأوزون الناتج عن بخار الماء في الغلاف الجوي، أو الكبريتيدات من البراكين.
في حين أن الأرض هي نقطة مرجعية طبيعية، إلا أنه لا ينبغي للعلماء قصر منظورهم على الحياة كما نعرفها فقط، كما تقول ناتالي كابرول، عالمة الأحياء الفلكية ومديرة مركز كارل ساجان التابع لمعهد SETI. إن البحث عن الظروف المناسبة لعملية التمثيل الضوئي الأكسجيني قد يعني تضييق نطاق البحث أيضاً كثيراً. من الممكن أن الحياة ليست نادرة في الكون. وتقول: “في الوقت الحالي، ليس لدينا أدنى فكرة عما إذا كان لدينا الكيمياء الحيوية الوحيدة”.
يقول كابرول إنه إذا تمكنت النباتات الغريبة من البقاء على قيد الحياة أو حتى الازدهار دون عملية التمثيل الضوئي الأكسجين، فإن هذا قد يعني في النهاية توسيع المنطقة الصالحة للسكن، بدلاً من تقليصها تدريجيًا. “نحن بحاجة إلى إبقاء عقولنا مفتوحة.”
