Bildekreditt: NASA
Ting ser ut til å begynne enkelt og blir mer kompliserte. Livet er sånn. Og kanskje ingen steder er denne forestillingen sannere enn når vi undersøker livets opprinnelse. Ble de tidligste enkeltcellene livsformer sammenfallende fra organiske molekyler her på jorden? Eller er det mulig at - som løvetannene som vifter med sporer over vårgras - kosmiske vinder fører levende ting fra verden til verden senere for å slå rot og blomstre? Og hvis dette er tilfelle, hvor nøyaktig forekommer en slik "dia-spora"?
450 år før den vanlige epoken foreslo den greske filosofen Anaxagoras fra Ionia at alle levende ting stammet fra visse allestedsnærværende "livets frø". Dagens forestilling om slike “frø” er langt mer sofistikert enn noe Anaxagoras muligens kunne se for seg - begrenset som han var til enkle observasjoner av levende ting som spirende plante og blomstrende tre, krypende og surrende insekt, loper dyr eller vandrende menneske; ikke for nevne naturfenomener som lyd, vind, regnbuer, jordskjelv, formørkelser, sol og måne. Overraskende moderne i tankene, Anaxagoras kunne bare gjette på detaljene ...
Omtrent 2300 hundre år senere - i løpet av 1830-årene - bekreftet den svenske kjemikeren J? Ns Jackob Berzelius at karbonforbindelser ble funnet i visse meteoritter "falt fra himmelen". Berzelius selv mente imidlertid at disse karbonatene var forurensninger med opprinnelse fra jorden selv - men hans funn bidro til teorier som ble fremmet av senere tenkere inkludert legen H.E. Richter og fysiker Lord Kelvin.
Panspermia fikk sin første virkelige behandling av Hermann von Helmholtz i 1879, men det var en annen svensk kjemiker - Nobels prisvinnende Svante Arrhenius i 1903 - som populariserte livsbegrepet som stammer fra verdensrommet i 1908. Kanskje overraskende var den teorien basert på forestillingen om at strålingstrykk fra solen - og andre stjerner - "blåste" mikrober omtrent som ørsmå solsegler - og ikke som et resultat av å finne karbonforbindelser i stein meteoritt.
Teorien om at enkle livsformer reiser i ejecta fra andre verdener? innebygd i stein sprengt fra planetariske overflater ved påvirkning av store gjenstander - er grunnlaget for “litopanspermia”. Det er mange fordeler med denne hypotesen - enkle, hardføre livsformer finnes ofte i mineralforekomster på jorden for å forby steder. Verdener - som vår egen eller Mars - sprenges tidvis av asteroider og kometer store nok til å kaste stein i hastigheter som overstiger rømningshastigheter. Mineraler i bergarter kan beskytte mikrober mot støt og stråling (assosiert med slagkratere) samt hard stråling fra solen når steinete meteorer beveger seg gjennom verdensrommet. De vanskeligste livsformene har også evnen til å overleve i et kaldt vakuum ved å gå i stase - redusere kjemiske interaksjoner til null, samtidig som den biologiske strukturen opprettholdes godt nok til senere å tine og multiplisere i mer saltige omgivelser.
Faktisk er flere eksempler på slik ejecta nå tilgjengelig på jorden for vitenskapelig analyse. Stony meteorer kan inkludere noen veldig sofistikerte former for organiske materialer (det er funnet karbonholdige kondritter som inkluderer amino og karboksylsyrer). Spesielt fossiliserte rester fra Mars - selv om de er gjenstand for forskjellige ikke-organiske tolkninger - er i besittelse av institusjoner som NASA. Teorien og praksisen med "litopanspermia" ser veldig lovende ut - selv om en slik teori bare kan forklare hvor de enkleste livsformene kommer fra - og ikke hvordan den oppsto til å begynne med.
I en artikkel med tittelen “Lithopanspermia in Star Forming Clusters” utgitt 29. april 2005, diskuterer kosmologene Fred C. Adams fra University of Michigan Center for Theoretical Physics og David Spergel ved Institutt for astrofysiske vitenskaper ved Princeton University sannsynligheten for karbonholdig kondrittfordeling. av mikrobielt liv innen tidlige stjerneklynger. I følge duoen, "er sjansen for at biologisk materiale sprer seg fra et system til et annet betydelig forbedret ... på grunn av systemenes nærhet og lave relative hastigheter."
Ifølge forfatterne har tidligere studier sett på sannsynligheten for at livbærende bergarter (typisk over 10 kg vekt) spiller en rolle i spredningen av liv i isolerte planetariske systemer og funnet at "oddsen for både meteroid og biologisk overføring er overordentlig lav." Imidlertid er "odds for økning i overføringen i mer overfylte miljøer" og "Siden tidsskalaen for planetdannelse og tiden det forventes at unge stjerner skal leve i fødselsklynger, er omtrent sammenlignbare, omtrent 10 - 30 millioner år, har rusk fra planetformasjonen en god sjanse for å bli overført fra det ene solsystemet til det andre. ”
Til slutt konkluderer Fred og David ”unge stjerneklynger gir et effektivt middel for å overføre steinete materiale fra solsystem til solsystem. Hvis noe system i fødselsaggregatet støtter liv, kan mange andre systemer i klyngen fange livsbærende bergarter. "
For å komme til denne konklusjonen, utførte duoen "en serie av numeriske beregninger for å estimere fordelingen av utkastingshastigheter for bergarter" basert på størrelse og masse. De vurderte også dynamikken i tidlige stjernedannende grupper og klynger. Dette var avgjørende for å hjelpe til med å bestemme bergens gjenfangstfrekvens av planeter i nabosystemene. Til slutt måtte de gjøre visse antagelser om hyppigheten av livsinnkapslede materialer og overlevelsesevnen til livsformer som er innebygd i dem. Alt dette førte til en følelse av "det forventede antall vellykkede lithopanspermia-hendelser per klynge."
Basert på metoder som ble brukt for å komme frem til denne konklusjonen og tenke bare når det gjelder nåværende avstander mellom solsystemer, estimerte duoen sannsynligheten for at Jorden har eksportert liv til andre systemer. I løpet av alderen på livet på jorden (ca. 4,0 Byr) anslår Fred og David at jorden har kastet ut rundt 40 milliarder livsbærende steiner. Av de anslåtte 10 biostein per år vil nesten 1 (0,9) lande på en planet som er egnet for videre vekst og spredning.
De fleste kosmologer har en tendens til å ta opp de "hardvitenskapelige spørsmålene" om universets opprinnelse som helhet. Fred sier at "eksobiologi er iboende interessant" for ham, og at han og "David var sommerstudenter sammen i New York i 1981", hvor de jobbet med "spørsmål knyttet til planetariske atmosfærer og klima, spørsmål som er i nærheten av spørsmål om eksobiologi." Fred sier også at han "bruker en sunn brøkdel av forskningstid på problemer forbundet med dannelse av stjerner og planter." Fred erkjenner Davids spesielle rolle i å tenke «opp ideen om å se på panspermia i klynger; da vi snakket om det, ble det klart at vi hadde alle brikkene i puslespillet. Vi måtte bare sette dem sammen. ”
Denne tverrfaglige tilnærmingen til kosmologi og eksobiologi fikk også Fred og David til å se på spørsmålet om litopanspermia mellom klynger. Igjen ved å bruke metoder utviklet for å utforske spredning av liv i klynger, og senere anvendt på eksport av liv fra jorden selv til andre planter som ikke var solsystem, kunne Fred og David konkludere med at "en ung klynge er mer sannsynlig å fange livet utenfra enn å føre til liv spontant. ” Og "Når frøet er frembrakt, gir klyngen en effektiv forsterkningsmekanisme for å infisere andre medlemmer" i selve klyngen.
Til syvende og sist kan Fred og David ikke svare på spørsmålet om hvor og under hvilke forhold de første frøene i livet tok form. De er faktisk villige til å innrømme at "hvis livets spontane opprinnelse var tilstrekkelig vanlig, ville det ikke være behov for noen panspermia-mekanisme for å forklare livets nærvær."
Men når Fred og David får fotfeste et sted et sted, klarer Fred og David å klare seg ganske lett.
Skrevet av Jeff Barbour
