I jakten på utenomjordisk liv, har forskere en tendens til å ta det som er kjent som "lavt hengende frukttilnærming". Dette består av å lete etter forhold som ligner det vi opplever her på jorden, som inkluderer oksygen, organiske molekyler og rikelig med flytende vann. Interessant nok inkluderer noen av stedene der disse ingrediensene er i overflod, interiøret fra isete måner som Europa, Ganymede, Enceladus og Titan.
Selv om det bare er en jordplane i solsystemet vårt som er i stand til å støtte liv (Jorden), er det flere "Ocean Worlds" som disse månene. For å ta dette et skritt videre, gjennomførte et team av forskere fra Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en studie som viste hvordan potensielt beboelige isete måner med indre hav er langt mer sannsynlig enn jordbaserte planeter i universet.
Studien, med tittelen “Subsurface Exolife”, ble utført av Manasvi Lingam og Abraham Loeb fra Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) og Institute for Theory and Computation (ITC) ved Harvard University. For studiens skyld vurderer forfatterne alt det som definerer en omkretsen beboelig sone (også kjent som "Goldilocks Zone") og sannsynligheten for at det er liv i måner med indre hav.
For å begynne med, adresserer Lingam og Loeb tendensen til å forveksle beboelige soner (HZ-er) med vane, eller å behandle de to konseptene som utskiftbare. For eksempel er planeter som befinner seg i en HZ ikke nødvendigvis i stand til å støtte liv - i så henseende er Mars og Venus perfekte eksempler. Mens Mars er for kaldt og atmosfæren for tynn til å støtte livet, fikk Venus en løpende drivhuseffekt som fikk den til å bli et varmt, helvete sted.
På den annen side har kropper som befinner seg utenfor HZ-er funnet å være i stand til å ha flytende vann og de nødvendige ingrediensene for å gi liv. I dette tilfellet fungerer månene fra Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan og flere andre som perfekte eksempler. Takket være utbredelsen av vann og geotermisk oppvarming forårsaket av tidevannskrefter, har disse månene alle indre hav som veldig godt kan støtte livet.
Som Lingam, en post-doktorgradsforsker ved ITC og CfA og hovedforfatter på studien, fortalte Space Magazine via e-post:
"Den konvensjonelle forestillingen om planetarisk brukbarhet er den beboelige sonen (HZ), nemlig begrepet at" planeten "må være plassert i riktig avstand fra stjernen slik at den kan være i stand til å ha flytende vann på overflaten. Imidlertid antar denne definisjonen at livet er: (a) overflatebasert, (b) på en planet som kretser rundt en stjerne, og (c) basert på flytende vann (som løsningsmiddel) og karbonforbindelser. Derimot slapper arbeidet vårt av forutsetningene (a) og (b), selv om vi fremdeles beholder (c). ”
Som sådan utvider Lingam og Loeb vurderingen av muligheten til å inkludere verdener som kan ha biosfærer under overflaten. Slike miljøer går utover isete måner som Europa og Enceladus og kan omfatte mange andre typer dype underjordiske miljøer. På toppen av det har det også blitt spekulert i at liv kan eksistere i Titans metaninnsjøer (dvs. metanogene organismer). Lingam og Loeb valgte imidlertid å fokusere på isete måner i stedet.
"Selv om vi vurderer liv i havoverflater under is / fjellkonvolutter, kan det også være liv i hydratiserte bergarter (dvs. med vann) under overflaten; sistnevnte blir noen ganger referert til som underjordisk liv, sier Lingam. “Vi gikk ikke inn på den andre muligheten, siden mange av konklusjonene (men ikke alle) for hav under jorden også er gjeldende for disse verdenene. På samme måte, som nevnt ovenfor, vurderer vi ikke livsformer basert på eksotiske kjemikalier og løsningsmidler, siden det ikke er lett å forutsi deres egenskaper. ”
Til syvende og sist valgte Lingam og Loeb å fokusere på verdener som ville bane rundt stjerner og sannsynligvis inneholde liv under jorden som menneskeheten ville være i stand til å gjenkjenne. De gikk deretter på å vurdere sannsynligheten for at slike kropper er beboelige, hvilke fordeler og utfordringer livet vil ha å gjøre med i disse miljøene, og sannsynligheten for at slike verdener eksisterer utenfor solsystemet vårt (sammenlignet med potensielt beboelige jordiske planeter).
For det første har “Ocean Worlds” flere fordeler når det gjelder å støtte livet. Innenfor det joviske systemet (Jupiter og dets måner) er stråling et stort problem, som er et resultat av at ladede partikler blir fanget i gassgigantenes kraftige magnetfelt. Mellom det og månens svake atmosfærer, ville livet ha veldig vanskelig tid på å overleve på overflaten, men livet som bor under isen ville gått langt bedre.
"En stor fordel som isete verdener har, er at havene under overflaten stort sett er forseglet fra overflaten," sa Lingam. "Uv-stråling og kosmiske stråler (energiske partikler), som vanligvis er skadelig for overflatebasert liv i høye doser, vil derfor sannsynligvis ikke påvirke antatt liv i disse havene under jorden."
"På den negative siden," fortsatte han, "fravær av sollys som en rik energikilde kan føre til en biosfære som har langt mindre organismer (per volumenhet) enn Jorden. I tillegg vil de fleste organismer i disse biosfærene sannsynligvis være mikrobielle, og sannsynligheten for at komplekst liv utvikler seg kan være lav sammenlignet med Jorden. En annen sak er den potensielle tilgjengeligheten av næringsstoffer (f.eks. Fosfor) som er nødvendige for livet; vi foreslår at disse næringsstoffene bare er tilgjengelige i lavere konsentrasjoner enn jorden på disse verdenene. "
Til slutt bestemte Lingam og Loeb at et bredt spekter av verdener med isskjell med moderat tykkelse kan eksistere i et bredt spekter av naturtyper i hele kosmos. Basert på hvor statistisk sannsynlige slike verdener er, konkluderte de med at “Ocean Worlds” som Europa, Enceladus og andre som dem er omtrent 1000 ganger mer vanlig enn steinete planeter som finnes i stjerners HZ-er.
Disse funnene har noen drastiske implikasjoner for søket etter utenomjordisk og ekstrasolar. Det har også betydelige konsekvenser for hvordan livet kan distribueres gjennom universet. Som Lingam oppsummerte:
”Vi konkluderer med at livet på disse verdenene utvilsomt vil møte bemerkelsesverdige utfordringer. På den annen side er det ingen definitive faktor som forhindrer at livet (spesielt mikrobielt liv) utvikler seg på disse planetene og månene. Når det gjelder panspermia, vurderte vi muligheten for at en frittflytende planet som inneholder undergrunnen Exolife midlertidig kunne "fanges opp" av en stjerne, og at den kanskje kan frø andre planeter (som kretser om den stjernen) med livet. Ettersom det er mange variabler involvert, kan ikke alle av dem kvantifiseres nøyaktig. ”
Professor Leob - Frank B. Baird Jr. Professor i naturvitenskap ved Harvard University, direktør for ITC, og studiens medforfatter - la til at å finne eksempler på dette livet presenterer sin egen del av utfordringer. Som han fortalte Space Magazine via e-post:
“Det er veldig vanskelig å oppdage liv under overflaten eksternt (fra stor avstand) ved hjelp av teleskoper. Man kan søke etter overflødig varme, men det kan være resultat av naturlige kilder, for eksempel vulkaner. Den mest pålitelige måten å finne liv under overflaten på er å lande på en slik planet eller måne og bore gjennom overflaten. Dette er den tilnærmingen som er tenkt for et fremtidig NASA-oppdrag til Europa i solsystemet. ”
Lingam og Loeb undersøkte implikasjonene for panspermia nærmere, og vurderte også hva som kan skje hvis en planet som Jorden noen gang ble kastet ut av solsystemet. Som de bemerker i sin studie, har tidligere forskning indikert hvordan planeter med tykke atmosfærer eller hav under overflaten fortsatt kan støtte livet mens de flyter i det interstellare rommet. Som Loeb forklarte, vurderte de også hva som ville skje hvis dette noen gang skulle skje med Jorden en dag:
"Et interessant spørsmål er hva som ville skje med jorden hvis den ble kastet ut fra solsystemet til kaldt rom uten å bli varmet av solen. Vi har funnet at verdenshavene ville fryse ned til en dybde på 4,4 kilometer, men lommer med flytende vann ville overleve i de dypeste områdene av jordens hav, for eksempel Mariana-grøften, og livet kunne overleve i disse gjenværende vannene under overflaten. Dette innebærer at liv under overflaten kan overføres mellom planetariske systemer. "
Denne studien fungerer også som en påminnelse om at mens menneskeheten utforsker mer av solsystemet (i stor grad av hensyn til å finne utenomjordisk liv), har det vi finner også betydning for jakten på livet i resten av universet. Dette er en av fordelene med "lavthengende frukt" -tilnærmingen. Det vi ikke vet blir informert, men hva vi gjør, og det vi finner hjelper med å informere forventningene våre om hva annet vi kan finne.
Og selvfølgelig er det et veldig enormt univers der ute. Det vi kan finne, vil sannsynligvis gå langt utover det vi i dag er i stand til å gjenkjenne!
