Може да има стотици повече ледени светове с живот, отколкото на скалисти планети там в галактиката

В лов на извънземен живот учените са склонни да приемат това, което е известно като „подход на ниско висящи плодове“. Това се състои в търсене на условия, подобни на това, което изпитваме тук на Земята, които включват кислород, органични молекули и много течна вода. Интересно е, че някои от местата, където тези съставки присъстват в изобилие, включват интериори на ледени луни като Европа , Ганимед , Енцелад и Титан .

Докато има само една земна планета в нашата Слънчева система, която е в състояние да поддържа живот (Земята), има множество „ Океански светове ” като тези луни. Правейки това още една крачка напред, екип от изследователи от Център по астрофизика на Харвард Смитсониан (CfA). изследване което показа колко по-вероятни са потенциално обитаеми ледени луни с вътрешни океани, отколкото земните планети във Вселената.

Проучването, озаглавено „ Подземен Exolife “, беше изпълнен от Манасви Лингам и Ейбрахам Льоб от Център по астрофизика в Харвард Смитсонейн (CfA) и Институт за теория и изчисления (ITC) в Харвардския университет. В името на своето изследване авторите разглеждат всичко, което определя околозвездна обитаема зона (известна още като. Златокосата зона “) и вероятността да има живот в луните с вътрешни океани.

Разрез, показващ вътрешността на спътника на Сатурн Енцелад. Кредит: ESA

Като начало Лингам и Льоб се обръщат към тенденцията да се бъркат обитаемите зони (HZs) с обитаемостта или да се третират двете концепции като взаимозаменяеми. Например планетите, които се намират в рамките на HZ, не са непременно способни да поддържат живот - в това отношение Марс и Венера са перфектни примери. Докато Марс е твърде студен и атмосферата му е твърде тънка, за да поддържа живот, Венера е претърпяла бърз парников ефект, който я е накарал да се превърне в горещо, адско място.

От друга страна е установено, че телата, които се намират извън HZ, са способни да съдържат течна вода и необходимите съставки, за да предизвикат живот. В този случай луните на Европа, Ганимед, Енцелад, Диона , Titan и няколко други служат като перфектни примери. Благодарение на преобладаването на водата и геотермалното отопление, причинено от приливните сили, всички тези луни имат вътрешни океани, които биха могли много добре да поддържат живота.

Както Лингам, пост-докторант изследовател в ITC и CfA и водещ автор на изследването, каза на Universe Today по имейл:

„Конвенционалната представа за планетарната обитаемост е обитаемата зона (HZ), а именно концепцията, че „планетата“ трябва да бъде разположена на правилното разстояние от звездата, така че да може да има течна вода на повърхността си. Тази дефиниция обаче предполага, че животът е: (а) базиран на повърхността, (б) на планета, обикаляща около звезда, и (в) на базата на течна вода (като разтворител) и въглеродни съединения. За разлика от това, нашата работа облекчава предположенията (а) и (б), въпреки че все още запазваме (в).“

Като такива, Lingam и Loeb разширяват своето разглеждане на обитаемостта, за да включат светове, които биха могли да имат подземни биосфери. Такива среди надхвърлят ледените луни като Европа и Енцелад и могат да включват много други видове дълбоки подземни среди. На всичкото отгоре също се спекулира, че в него може да съществува живот Метановите езера на Титан (т.е. метаногенни организми). Въпреки това Лингам и Льоб избраха да се съсредоточат върху ледените луни.

„Истинско цветно“ изображение на повърхността на спътника на Юпитер Европа, както се вижда от космическия кораб „Галилео“. Кредит на изображението: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

„Въпреки че разглеждаме живота в подземните океани под обвивки от лед/скала, животът може да съществува и в хидратирани скали (т.е. с вода) под повърхността; последният понякога се нарича подземен живот“, каза Лингам. „Не се задълбочихме във втората възможност, тъй като много от заключенията (но не всички) за подземните океани също са приложими за тези светове. По същия начин, както беше отбелязано по-горе, ние не разглеждаме форми на живот, базирани на екзотични химии и разтворители, тъй като не е лесно да се предвидят техните свойства.

В крайна сметка Лингам и Льоб избраха да се съсредоточат върху светове, които ще обикалят около звезди и вероятно съдържат подземен живот, който човечеството би могло да разпознае. След това те се заеха с оценката на вероятността такива тела да са обитаеми, с какви предимства и предизвикателства ще трябва да се справи животът в тези среди и вероятността такива светове да съществуват извън нашата Слънчева система (в сравнение с потенциално обитаеми земни планети).

Като начало, „Ocean Worlds“ имат няколко предимства, когато става въпрос за поддържане на живота. В рамките на системата на Юпитер (Юпитер и неговите луни) радиацията е основен проблем, който е резултат от задържането на заредени частици в мощното магнитно поле на газовите гиганти. Между това и слабата атмосфера на луната животът би бил много труден за оцеляване на повърхността, но животът, живеещ под леда, би минал много по-добре.

„Едно голямо предимство, което имат ледените светове, е, че подземните океани са предимно изолирани от повърхността“, каза Лингам. „Следователно, UV радиацията и космическите лъчи (енергийни частици), които обикновено са вредни за живота на повърхността във високи дози, е малко вероятно да повлияят на предполагаемия живот в тези подземни океани.

Изобразяване на художник, показващо вътрешно напречно сечение на кората на Енцелад, което показва как хидротермалната активност може да причинява струята вода на повърхността на луната. Кредити: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Югозападен изследователски институт

„От негативната страна“, продължи той, „отсъствието на слънчева светлина като богат източник на енергия може да доведе до биосфера, която има много по-малко организми (на единица обем) от Земята. Освен това повечето организми в тези биосфери вероятно са микробни и вероятността за развитие на сложен живот може да е ниска в сравнение със Земята. Друг проблем е потенциалната наличност на хранителни вещества (например фосфор), необходими за живота; ние предполагаме, че тези хранителни вещества може да са налични само в по-ниски концентрации от Земята в тези светове.'

В крайна сметка Лингам и Льоб установиха, че широк спектър от светове с ледени черупки с умерена дебелина може да съществуват в широк спектър от местообитания в целия космос. Въз основа на това колко статистически вероятни са такива светове, те стигнаха до заключението, че „океанските светове“ като Европа, Енцелад и други като тях са около 1000 пъти по-често срещани от скалисти планети, които съществуват в рамките на HZ на звездите.

Тези открития имат някои драстични последици за търсенето на извънземен и извън слънчев живот. Това също има значителни последици за това как животът може да бъде разпределен във Вселената. Както Лингам обобщи:

„Заключаваме, че животът на тези светове несъмнено ще се изправи пред забележителни предизвикателства. Въпреки това, от друга страна, няма окончателен фактор, който да пречи на живота (особено на микробния живот) да се развива на тези планети и луни. По отношение на панспермията, ние обмислихме възможността свободно плаваща планета, съдържаща подземно екзотично животно, да бъде временно „уловена“ от звезда и че може би може да зароди живот в други планети (в орбита около тази звезда). Тъй като има много променливи, не всички от тях могат да бъдат количествено определени точно.'

Нов инструмент, наречен Търсене на извънземни геноми (STEG)
се разработва, за да намери доказателства за живот в други светове. Кредит: НАСА/Джени Мотор

Професор Леоб – професор по наука на Франк Б. Бейрд младши в Харвардския университет, директор на ITC и съавтор на изследването – добави, че намирането на примери от този живот представлява своя дял от предизвикателства. Както той каза на Universe Today по имейл:

„Много е трудно да се открие живот под повърхността дистанционно (от голямо разстояние) с помощта на телескопи. Човек може да търси излишна топлина, но това може да бъде резултат от естествени източници, като вулкани. Най-надеждният начин за намиране на живот под повърхността е да кацнете на такава планета или луна и да пробиете през повърхностния леден покрив. Това е подходът, предвиден за бъдеща мисия на НАСА до Европа в Слънчевата система.

Проучвайки по-нататък последствията за панспермията, Лингам и Льоб също обмислиха какво може да се случи, ако планета като Земята някога бъде изхвърлена от Слънчевата система. Както отбелязват в своето проучване, предишни изследвания показват как планети с плътна атмосфера или подземни океани все още могат да поддържат живот, докато плават в междузвездното пространство. Както обясни Льоб, те също обмисляха какво ще се случи, ако това някога се случи със Земята някой ден:

„Интересен въпрос е какво би се случило със Земята, ако бъде изхвърлена от Слънчевата система в студено пространство, без да бъде затоплена от Слънцето. Открихме, че океаните ще замръзнат до дълбочина от 4,4 километра, но джобове с течна вода ще оцелеят в най-дълбоките райони на земния океан, като Марианската падина, и животът може да оцелее в тези оставащи подповърхностни езера. Това означава, че животът под повърхността може да се прехвърля между планетните системи.

Уравнението на Дрейк, математическа формула за вероятността за намиране на живот или напреднали цивилизации във Вселената. Кредит: Университет на Рочестър

Това проучване също така служи като напомняне, че тъй като човечеството изследва повече от Слънчевата система (до голяма степен с цел откриване на извънземен живот), това, което откриваме, също има последици в лова за живот в останалата част от Вселената. Това е едно от предимствата на подхода на „ниско висящи плодове“. Това, което не знаем, е информирано, но това, което правим, и това, което откриваме, помага да информираме нашите очаквания за това, което можем да открием.

И разбира се, това е много огромна Вселена. Това, което можем да открием, вероятно ще надхвърли това, което в момента сме способни да разпознаем!

Допълнителна информация: arXiv