חוקרים מציעים לבחון את מורכבות האטמוספרה של כוכבי לכת חוץ־שמשיים באמצעות תאוריית ההרכבה, במקום להסתמך רק על גזים מוכרים כמו חמצן ומתאן. הגישה החדשה עשויה לאפשר חיפוש פחות ממוקד-ארץ אחר חיים ביקום
אסטרונומים נתקלים באתגר שקט אבל מתמיד כבר עשרות שנים. האסטרטגיה הרגילה למציאת חיים מחוץ לכדור הארץ היא לנתח אטמוספרות של כוכבי לכת חוץ-שמשיים ולחפש גזים כמו חמצן, מתאן ואוזון, שקשה להסביר בלי ביולוגיה. הרעיון חכם, אבל יש לו מגבלה גדולה. רשימת התיוג מבוססת כולה על הארץ, כך שלמעשה מחפשים חיים שדומים לאלה שלנו.
ובינתיים, מספר האופנים שבהם כימיה לא-ביולוגית יכולה לחקות את הגזים האלה המכונים חתימות ביולוגיות גדל במהירות. כל תוצאה חיובית כוזבת חדשה מצריכה נתונים חדשים על כוכב הלכת כדי לפסול אותו, ועולה הספק אם נוכל אי פעם לאסוף מספיק מידע כדי להיות בטוחים. למרות שישים שנות מחקר באסטרוביולוגיה הגישה הבסיסית לחתימות ביולוגיות השתנתה מעט מאוד.
פרופסור שרה ווקר ועמיתיה פועלים כדי לפתור את הבעיה הזאת.
תאוריית הרכבה: מסגרת חדשה לגילוי חיים
בתאוריית ההרכבה (assembly theory) מסיטים את המיקוד מזיהוי מולקולות ספציפיות, ובמקום זאת מסתכלים כמה קשה ליצור את המולקולות האלה. כל מולקולה מקבלת אינדקס הרכבה, שמייצג את מספר השלבים המינימלי שצריך כדי לבנות אותה מרכיבים כימיים פשוטים. מולקולות פשוטות יכולות להיווצר במקרה, אבל מולקולות מאוד מורכבות שמצריכות שלבים רבים לא סביר שיופיעו בלי צורה כלשהי של ברירה.
אם אטמוספרה מכילה הרבה מולקולות שמאוד קשה ליצור באופן אקראי, ואם המולקולות האלה מראות קשרים כימיים חזקים, כמו שיתוף ושימוש חוזר במקטעים תוך בחינת שילובים רבים של קשרים אפשריים, אז ייתכן שמעורב כאן משהו שמעבר לכימיה הרגילה. לפי התאוריה, התהליך הזה הוא בסבירות גבוהה מאוד חיים.
חשוב לציין שהתאוריה אינה מניחה דבר לגבי מהותם של אותם חיים בפועל. לא מניחים מראש מטבוליזם, ביוכימיה או מנגנון מולקולרי מסוימים. במונחי החוקרים עצמם, היא אגנוסטית לגבי המימוש הספציפי של החיים. היא רק מציעה היכן ייתכן שקיימים חיים.
מורכבות האטמוספרה של הארץ לעומת כוכבי לכת אחרים
כשמשווים את אטמוספרת הארץ לנוגה, מאדים וארכיטיפים שונים של כוכבי לכת חוץ-שמשיים, אטמוספרת הארץ בולטת כַמורכבת ביותר לפי אמת המידה הזאת, ללא תלות בהטיה תצפיתית כלשהי. לארץ ולנוגה יש מגוון דומה של קשרים כימיים שזמינים להם, אבל אטמוספרת הארץ מכילה מגוון מולקולרי גדול בהרבה מעל כל סף שפע נתון. נראה שהביוספרה של הארץ מאפשרת בדיקה הרבה יותר ממצה של אפשרויות כימיות ממה שאפשר בנוגה.
המסגרת מתוכננת מתוך מחשבה על מצפה העולמות הישיבים, טלסקופ הדגל הבא של נאס"א, שנבחר ספציפית לצלם ישירות כוכבי לכת דמויי הארץ ולחפש באטמוספרה שלהם סימנים לחיים. במקום להחזיר פסיקה פשוטה חי או מת, ניתוח לפי תאוריית ההרכבה יפיק ציון מורכבות רציף, שימקם כוכבי לכת על ספקטרום מאבַיוטי טהור ועד לבַיוטי עשיר, ופוטנציאלית ילכוד את המעבר ההדרגתי ביניהם במקום לדרוש גבול נוקשה.
בנוסף, בניגוד למסגרות תיאורטיות רבות של ביו חתימות, את המסגרת הזאת אפשר למדוד ישירות. אפשר לחשב ערכי הרכבה מספקטרוסקופיית א"א, אותה הטכניקה שטלסקופי חלל משתמשים בה לקריאת אטמוספרות רחוקות. ליקום היו כמעט ארבעה־עשר מיליארד שנים להתנסות בכימיה. ההנחה שהוא הגיע אי־פעם לפתרון יחיד בלבד לחיים נראית, במחשבה נוספת, כהימור מאוד ממוקד־ארץ.
למאמר המדעי DOI:10.48550/arXiv.2603.11086.
עוד בנושא באתר הידען:
