Maapallon ulkopuolisen elämän metsästyksessä tutkijat pyrkivät yleensä niin sanottuun ”matalaan roikkuvaan hedelmään”. Tämä koostuu etsimästä samanlaisia olosuhteita kuin mitä me täällä maan päällä koemme, joihin sisältyy happea, orgaanisia molekyylejä ja runsaasti nestemäistä vettä. Mielenkiintoista on, että eräitä paikkoja, joissa näitä ainesosia esiintyy runsaasti, ovat jäisten kuiden, kuten Europa, Ganymede, Enceladus ja Titan, sisätilat.
Kun aurinkokunnassamme on vain yksi maanpäällinen planeetta, joka kykenee ylläpitämään elämää (maapallo), on useita "valtameren maailmoja", kuten nämä kuut. Tämän askeleen eteenpäin Harvard Smithsonianin astrofysiikan keskuksen (CfA) tutkijaryhmä teki tutkimuksen, joka osoitti, kuinka potentiaalisesti asuttavat jäiset kuut sisämeressä ovat paljon todennäköisempiä kuin maailmankaikkeuden maanpäälliset planeetat.
Tutkimuksen, jonka otsikko oli ”Suburface Exolife”, suorittivat Manasvi Lingam ja Abraham Loeb Harvard Smithsonain Astrofysiikan keskuksesta (CfA) ja Harvardin yliopiston teorian ja laskennan instituutista (ITC). Tutkimuksensa vuoksi kirjoittajat katsovat kaiken, mikä määrittelee ympyrätähden asuttavan alueen (alias. “Goldilocks Zone”) ja todennäköisyyden siitä, että kuukauden sisällä voi olla elämää sisämeressä.
Aluksi Lingam ja Loeb käsittelevät taipumusta sekoittaa asuttavat alueet (HZ: t) asumiskelpoisuuteen tai käsitellä näitä kahta käsitettä keskenään vaihdettavina. Esimerkiksi HZ: n sisällä sijaitsevat planeetat eivät välttämättä pysty tukemaan elämää - tässä suhteessa Mars ja Venus ovat täydellisiä esimerkkejä. Vaikka Mars on liian kylmä ja sen ilmapiiri on liian ohut tukemaan elämää, Venus kärsi karkaamasta kasvihuoneilmiöstä, jonka seurauksena siitä tuli kuuma, helvettiinen paikka.
Toisaalta ruumiiden, jotka sijaitsevat HZ: n ulkopuolella, on todettu kykenevän omaamaan nestemäistä vettä ja tarvittavia aineosia elämän synnyttämiseksi. Tällöin Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan ja monet muut kuut ovat täydellisiä esimerkkejä. Vuoroveden voimien aiheuttaman veden ja geotermisen lämmityksen vallitsevan ansiosta näillä kuukuilla on kaikissa sisämeressä, jotka voisivat erittäin hyvin tukea elämää.
Lingam, ITC: n ja CfA: n jatkotutkija ja tutkimuksen pääkirjailija, kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”Tavanomainen planeetta-asumiskelpoisuuden käsite on asuttamisvyöhyke (HZ), nimittäin käsite siitä, että” planeetan ”on sijaittava oikealta etäisyydeltä tähdestä siten, että sen pinnalla voi olla nestemäistä vettä. Tässä määritelmässä oletetaan kuitenkin, että elämä on: (a) pintapohjainen, (b) tähtikiertoradalla olevalla planeetalla ja (c) nestemäiseen veteen (liuottimena) ja hiiliyhdisteisiin. Sitä vastoin työmme rentouttaa oletuksia (a) ja (b), vaikka pidämme silti (c). ”
Sellaisenaan Lingam ja Loeb laajentavat harkitsemistaan asumiskelpoisuudesta sisällyttämällä maailmoihin, joilla voi olla maanpinnan biosfäärejä. Tällaiset ympäristöt ylittävät jäiset kuut, kuten Europa ja Enceladus, ja niihin voisi kuulua monia muita tyypillisiä syviä maanalaisia ympäristöjä. Tämän lisäksi on myös arveltu, että Titanin metaanijärvissä (ts. Metanogeenisissä organismeissa) voisi olla elämää. Lingam ja Loeb päättivät kuitenkin keskittyä jäisiin kuihin.
”Vaikka tarkastelemme elämää maanalaisissa valtamereissä jään / kallion verhojen alla, elämää voi olla myös hydratoiduissa kivissä (ts. Veden kanssa) pinnan alla; jälkimmäistä kutsutaan joskus maanalaiseksi elämäksi ”, Lingam sanoi. ”Emme pohtineet toista mahdollisuutta, koska monet johtopäätöksistä (mutta ei kaikista) maan alla sijaitsevista valtamereistä ovat sovellettavissa myös näihin maailmoihin. Samoin, kuten edellä on todettu, emme harjoita eksoottisiin kemioihin ja liuottimiin perustuvia elämämuotoja, koska niiden ominaisuuksia ei ole helppo ennustaa. "
Viime kädessä Lingam ja Loeb päättivät keskittyä maailmoihin, jotka kiertävät tähtiä ja sisältävät todennäköisesti maanpinnan alaisen elämän, jonka ihmiskunta kykenee tunnistamaan. Sitten he arvioivat todennäköisyyttä, että sellaiset elimet ovat asuttavia, mitä etuja ja haasteita elämän on kohdattava näissä ympäristöissä, ja todennäköisyyttä, että sellaisia maailmoja on olemassa aurinkokunnan ulkopuolella (verrattuna mahdollisesti asuttaviin maanpäällisiin planeettoihin).
Ensinnäkin ”Ocean Worldsillä” on useita etuja elämän tukemisessa. Jovian-järjestelmässä (Jupiter ja sen kuut) säteily on suuri ongelma, joka johtuu varautuneiden hiukkasten takertumisesta kaasu jättiläisten voimakkaaseen magneettikenttään. Tuon ja kuun heikkojen ilmapiirien välillä elämässä olisi erittäin vaikea selviytyä pinnalla, mutta jään alla asuva elämä olisi paljon parempi.
"Yksi jäisien maailmojen suuri etu on, että merenpinnan maat ovat enimmäkseen suljettu pinnalta", Lingam sanoi. "Siksi UV-säteily ja kosmiset säteet (energeettiset hiukkaset), jotka ovat tyypillisesti haitallisia pintapohjaiselle elämälle suurina annoksina, eivät todennäköisesti vaikuta oletettuun elämään näissä meren alla olevissa valtamereissä."
”Negatiiviselta puolelta,” hän jatkoi, ”auringonvalon puuttuminen runsasta energialähteenä voisi johtaa biosfääriin, jossa on paljon vähemmän organismeja (tilavuusyksikköä kohti) kuin Maata. Lisäksi useimmat näiden biosfäärien organismit ovat todennäköisesti mikrobisia, ja monimutkaisen elämän kehittymisen todennäköisyys voi olla pieni verrattuna Maahan. Toinen kysymys on elämän kannalta välttämättömien ravintoaineiden (esim. Fosforin) saatavuus; ehdotamme, että näitä ravintoaineita voi olla saatavana vain pienemmissä pitoisuuksissa kuin maapallo näissä maailmoissa. "
Lopulta Lingam ja Loeb totesivat, että laaja valikoima maailmoja, joiden jääkuoret ovat paksuudeltaan paksuja, voi esiintyä monenlaisissa elinympäristöissä koko kosmossa. Perustuen tilastollisesti todennäköisiin tällaisiin maailmoihin, he päättelivät, että ”Ocean Worlds”, kuten Europa, Enceladus ja muut vastaavat, ovat noin 1000 kertaa tavallisempia kuin kiviset planeetat, joita esiintyy tähten HZ: ssä.
Näillä havainnoilla on joitain dramaattisia vaikutuksia maanpäällisen ja auringon ulkopuolisen elämän etsimiseen. Sillä on myös merkittäviä vaikutuksia siihen, kuinka elämä voi jakaa maailmankaikkeuden kautta. Kuten Lingam teki tiivistelmän:
”Me päättelemme, että elämä näillä maailmoilla on epäilemättä edessään merkittäviä haasteita. Toisaalta ei kuitenkaan ole mitään lopullista tekijää, joka estä elämän (etenkin mikrobien elämän) kehittymisen näillä planeetoilla ja kuukausilla. Panspermian suhteen harkitsimme mahdollisuutta, että tähti, joka voi tilapäisesti "vangita" maan pinnalla olevan eksolifeenssin sisältävän vapaasti kelluvan planeetan, ja että se saattaa kenties siemetä elämään muita planeettoja (kiertävät sitä tähteä). Koska mukana on monia muuttujia, kaikkia ei voida määrittää tarkasti. "
Professori Leob - Frank B. Baird Jr, Harvardin yliopiston tiedeprofessori, ITC: n johtaja ja tutkimuksen yhteiskirjailija - lisäsi, että esimerkien löytäminen tästä elämästä edustaa omaa osaa haasteista. Kuten hän kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”On erittäin vaikea havaita maanpinnan elämää etäältä (suuresta etäisyydestä) kaukoputkien avulla. Voitaisiin etsiä ylimääräistä lämpöä, mutta se voi johtua luonnollisista lähteistä, kuten tulivuoreista. Luotettavin tapa löytää pinta-elämä on laskeutua tällaiselle planeetalle tai kuulle ja porata pintajäätikön läpi. Tämä on lähestymistapa, jota harkitaan tulevaan NASA-operaatioon Eurooppaan aurinkokunnassa. ”
Tutkiessaan panspermian vaikutuksia edelleen, Lingam ja Loeb pohtivat myös sitä, mitä voisi tapahtua, jos Maan kaltainen planeetta karkaisi koskaan aurinkokunnan. Kuten he huomauttavat tutkimuksessaan, aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, kuinka planeetat, joilla on paksu ilmapiiri tai merenpinta-alat, voisivat edelleen tukea elämää kelluessaan tähtienvälisessä tilassa. Kuten Loeb selitti, he pohtivat myös sitä, mitä tapahtuisi, jos näin tapahtuisi maapallon kanssa joskus:
”Mielenkiintoinen kysymys on, mitä tapahtuisi maapallolle, jos se työnnetään aurinkojärjestelmästä kylmään avaruuteen ilman, että aurinko lämmitä sitä. Olemme havainneet, että valtameret jäätyisivät 4,4 kilometrin syvyyteen, mutta taskut nestemäistä vettä säilyisivät maapallon valtameren syvimmillä alueilla, kuten Mariana-kaivo, ja että elämä voisi selviytyä näissä jäljellä olevissa maan alla sijaitsevissa järvissä. Tämä tarkoittaa, että maanpinnan elämä voitaisiin siirtää planeettajärjestelmien välillä. "
Tämä tutkimus toimii myös muistutuksena siitä, että kun ihmiskunta tutkii enemmän aurinkokuntaa (suurelta osin maanpäällisen elämän löytämisen vuoksi), sillä, mitä meillä on, on myös vaikutuksia elämän metsästykseen muualla maailmankaikkeudessa. Tämä on yksi alhaisen roikkuvan hedelmän lähestymistavan eduista. Se, mitä emme tiedä, on tietoinen, mutta mitä teemme, ja löytämämme auttaa vastaamaan odotukseemme siitä, mitä muuta voimme löytää.
Ja tietenkin, se on erittäin laaja universumi siellä. Se mitä todennäköisesti löydämme, ylittää todennäköisesti paljon sen, minkä pystymme tällä hetkellä tunnistamaan!
