Στο κυνήγι για εξωγήινη ζωή, οι επιστήμονες τείνουν να παίρνουν αυτό που είναι γνωστό ως «χαμηλή κρεμαστή προσέγγιση φρούτων». Αυτό συνίσταται στην αναζήτηση συνθηκών παρόμοιες με αυτές που βιώνουμε εδώ στη Γη, οι οποίες περιλαμβάνουν οξυγόνο, οργανικά μόρια και άφθονο υγρό νερό. Είναι αρκετά ενδιαφέρον, μερικά από τα μέρη όπου αυτά τα συστατικά υπάρχουν σε αφθονία περιλαμβάνουν τους εσωτερικούς χώρους των παγωμένων φεγγαριών όπως η Europa, η Ganymede, ο Enceladus και ο Τιτάνας.
Ενώ υπάρχει μόνο ένας επίγειος πλανήτης στο Ηλιακό μας Σύστημα που μπορεί να υποστηρίξει τη ζωή (Γη), υπάρχουν πολλοί «Ωκεανοί Κόσμοι» όπως αυτά τα φεγγάρια. Κάνοντας αυτό ένα βήμα παραπέρα, μια ομάδα ερευνητών από το Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) διεξήγαγε μια μελέτη που έδειξε πόσο δυνητικά κατοικήσιμα παγωμένα φεγγάρια με εσωτερικούς ωκεανούς είναι πολύ πιο πιθανό από τους επίγειους πλανήτες στο Σύμπαν.
Η μελέτη, με τίτλο «Suburface Exolife», πραγματοποιήθηκε από τους Manasvi Lingam και Abraham Loeb από το Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) και το Ινστιτούτο Θεωρίας και Υπολογισμού (ITC) στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Για χάρη της μελέτης τους, οι συγγραφείς θεωρούν όλα αυτά που καθορίζουν μια περιστασιακή κατοικήσιμη ζώνη (γνωστή και ως «Goldilocks Zone») και την πιθανότητα να υπάρχει ζωή μέσα σε φεγγάρια με εσωτερικούς ωκεανούς.
Αρχικά, οι Lingam και Loeb αντιμετωπίζουν την τάση να συγχέουν τις κατοικήσιμες ζώνες (HZs) με τη βιωσιμότητα ή να αντιμετωπίζουν τις δύο έννοιες ως εναλλάξιμες. Για παράδειγμα, οι πλανήτες που βρίσκονται μέσα σε ένα HZ δεν είναι απαραίτητα ικανοί να υποστηρίξουν τη ζωή - από αυτή την άποψη, ο Άρης και η Αφροδίτη είναι τέλεια παραδείγματα. Ενώ ο Άρης είναι πολύ κρύος και η ατμόσφαιρα είναι πολύ λεπτή για να στηρίξει τη ζωή, η Αφροδίτη υπέστη ένα φαινόμενο θερμοκηπίου που το έκανε να γίνει ένα ζεστό, κολακευτικό μέρος.
Από την άλλη πλευρά, βρέθηκαν σώματα που βρίσκονται πέρα από τους HZs να είναι σε θέση να έχουν υγρό νερό και τα απαραίτητα συστατικά για να αναζωογονήσουν τη ζωή. Σε αυτήν την περίπτωση, τα φεγγάρια των Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan και πολλά άλλα χρησιμεύουν ως τέλεια παραδείγματα. Χάρη στον επιπολασμό του νερού και της γεωθερμικής θέρμανσης που προκαλείται από παλιρροιακές δυνάμεις, όλα αυτά τα φεγγάρια έχουν εσωτερικούς ωκεανούς που θα μπορούσαν να στηρίξουν πολύ καλά τη ζωή.
Όπως είπε ο Lingam, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο ITC και το CfA και ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, στο Space Magazine μέσω email:
«Η συμβατική έννοια της πλανητικής βιωσιμότητας είναι η κατοικήσιμη ζώνη (HZ), δηλαδή η ιδέα ότι ο« πλανήτης »πρέπει να βρίσκεται στη σωστή απόσταση από το αστέρι έτσι ώστε να μπορεί να έχει υγρό νερό στην επιφάνειά του. Ωστόσο, αυτός ο ορισμός προϋποθέτει ότι η ζωή είναι: (α) με βάση την επιφάνεια, (β) σε πλανήτη σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι και (γ) με βάση υγρό νερό (ως διαλύτης) και ενώσεις άνθρακα. Αντίθετα, η δουλειά μας χαλαρώνει τις υποθέσεις (α) και (β), αν και εξακολουθούμε να διατηρούμε (γ). "
Ως εκ τούτου, οι Lingam και Loeb διευρύνουν την εκτίμησή τους σχετικά με τη βιωσιμότητα ώστε να συμπεριλάβουν κόσμους που θα μπορούσαν να έχουν υποστρώματα βιόσφαιρες. Τέτοια περιβάλλοντα ξεπερνούν τα παγωμένα φεγγάρια όπως το Europa και το Enceladus και θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν πολλούς άλλους τύπους βαθιών υπόγειων περιβαλλόντων. Επιπλέον, εικάζεται επίσης ότι θα μπορούσε να υπάρχει ζωή στις λίμνες μεθανίου του Τιτάνα (δηλαδή μεθανογενείς οργανισμούς). Ωστόσο, οι Lingam και Loeb επέλεξαν να επικεντρωθούν στα παγωμένα φεγγάρια.
«Παρόλο που θεωρούμε τη ζωή στους υποθαλάσσιους ωκεανούς κάτω από πάγο / βράχους, η ζωή θα μπορούσε επίσης να υπάρχει σε ενυδατωμένους βράχους (δηλαδή με νερό) κάτω από την επιφάνεια. το τελευταίο μερικές φορές αναφέρεται ως υπόγεια ζωή », είπε ο Lingam. «Δεν ερευνήσαμε τη δεύτερη δυνατότητα αφού πολλά από τα συμπεράσματα (αλλά όχι όλα) για τους υποθαλάσσιους ωκεανούς ισχύουν και για αυτούς τους κόσμους. Ομοίως, όπως σημειώθηκε παραπάνω, δεν θεωρούμε μορφές ζωής βασισμένες σε εξωτικές χημικές ουσίες και διαλύτες, καθώς δεν είναι εύκολο να προβλέψουμε τις ιδιότητές τους. "
Τελικά, ο Lingam και ο Loeb επέλεξαν να επικεντρωθούν σε κόσμους που θα περιστρέφονταν σε αστέρια και πιθανότατα θα περιείχαν υποθαλάσσια ζωή που θα μπορούσε να αναγνωρίσει η ανθρωπότητα. Στη συνέχεια, αξιολόγησαν την πιθανότητα ότι αυτά τα σώματα είναι κατοικήσιμα, ποια πλεονεκτήματα και προκλήσεις θα αντιμετωπίσει η ζωή σε αυτά τα περιβάλλοντα και την πιθανότητα τέτοιων κόσμων να υπάρχουν πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα (σε σύγκριση με τους πιθανούς κατοικήσιμους επίγειους πλανήτες).
Για αρχάριους, το "Ocean Worlds" έχει πολλά πλεονεκτήματα όσον αφορά την υποστήριξη της ζωής. Μέσα στο σύστημα Jovian (Δία και τα φεγγάρια του) η ακτινοβολία είναι ένα μεγάλο πρόβλημα, το οποίο είναι το αποτέλεσμα των φορτισμένων σωματιδίων να παγιδευτούν στο ισχυρό μαγνητικό πεδίο των γιγάντων αερίου. Μεταξύ αυτού και της αδύναμης ατμόσφαιρας του φεγγαριού, η ζωή θα είχε πολύ δύσκολο χρόνο να επιβιώσει στην επιφάνεια, αλλά η ζωή που ζούσε κάτω από τον πάγο θα ήταν πολύ καλύτερη.
"Ένα σημαντικό πλεονέκτημα που έχουν οι παγωμένοι κόσμοι είναι ότι οι υποθαλάσσιοι ωκεανοί είναι συνήθως κλειστοί από την επιφάνεια", δήλωσε ο Lingam. «Ως εκ τούτου, η υπεριώδης ακτινοβολία και οι κοσμικές ακτίνες (ενεργητικά σωματίδια), οι οποίες συνήθως είναι επιζήμιες για την επιφανειακή ζωή σε υψηλές δόσεις, είναι απίθανο να επηρεάσουν την υποτιθέμενη ζωή σε αυτούς τους υποθαλάσσιους ωκεανούς».
«Από την αρνητική πλευρά», συνέχισε, «η απουσία του ηλιακού φωτός ως άφθονη πηγή ενέργειας θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια βιόσφαιρα που έχει πολύ λιγότερους οργανισμούς (ανά μονάδα όγκου) από τη Γη. Επιπλέον, οι περισσότεροι οργανισμοί σε αυτές τις βιόσφαιρες είναι πιθανό να είναι μικροβιακοί και η πιθανότητα εξελισσόμενης σύνθετης ζωής μπορεί να είναι χαμηλή σε σύγκριση με τη Γη. Ένα άλλο ζήτημα είναι η πιθανή διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών (π.χ. φωσφόρου) απαραίτητων για τη ζωή. προτείνουμε ότι αυτά τα θρεπτικά συστατικά μπορεί να είναι διαθέσιμα μόνο σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις από τη Γη σε αυτούς τους κόσμους. "
Στο τέλος, οι Lingam και Loeb διαπίστωσαν ότι ένα ευρύ φάσμα κόσμων με κελύφη πάγου μέτριου πάχους μπορεί να υπάρχουν σε ένα ευρύ φάσμα ενδιαιτημάτων σε ολόκληρο τον κόσμο. Με βάση τη στατιστικά πιθανή ύπαρξη τέτοιων κόσμων, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι «Ωκεανοί Κόσμοι» όπως η Ευρώπη, ο Εγκέλαδος και άλλοι σαν αυτούς είναι περίπου 1000 φορές πιο συνηθισμένοι από τους βραχώδεις πλανήτες που υπάρχουν στα HZ των αστεριών.
Αυτά τα ευρήματα έχουν κάποιες δραστικές επιπτώσεις στην αναζήτηση εξωγήινης και εξω-ηλιακής ζωής. Έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις στο πώς μπορεί να διανεμηθεί η ζωή μέσω του Σύμπαντος. Όπως συνόψισε ο Lingam:
«Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η ζωή σε αυτούς τους κόσμους θα αντιμετωπίσει αναμφίβολα αξιοσημείωτες προκλήσεις. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, δεν υπάρχει οριστικός παράγοντας που εμποδίζει την ανάπτυξη της ζωής (ειδικά της μικροβιακής ζωής) σε αυτούς τους πλανήτες και τα φεγγάρια. Όσον αφορά την πανσπερμία, εξετάσαμε την πιθανότητα ότι ένας ελεύθερος πλωτός πλανήτης που περιέχει υποεπιφάνεια exolife θα μπορούσε προσωρινά να «συλληφθεί» από ένα αστέρι, και ότι μπορεί να σπείρει άλλους πλανήτες (σε τροχιά γύρω από αυτό το αστέρι) με τη ζωή. Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλές μεταβλητές, δεν μπορούν όλες να προσδιοριστούν με ακρίβεια. "
Ο καθηγητής Leob - ο καθηγητής Επιστημών του Frank B. Baird Jr στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, διευθυντής του ITC και ο συν-συγγραφέας της μελέτης - πρόσθεσε ότι η εύρεση παραδειγμάτων αυτής της ζωής παρουσιάζει το δικό της μερίδιο των προκλήσεων. Όπως είπε στο Space Magazine μέσω email:
«Είναι πολύ δύσκολο να εντοπίσουμε τη ζωή της επιφανείας από απόσταση (από μεγάλη απόσταση) χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια. Κάποιος θα μπορούσε να αναζητήσει υπερβολική θερμότητα, αλλά αυτό μπορεί να προκύψει από φυσικές πηγές, όπως ηφαίστεια. Ο πιο αξιόπιστος τρόπος για να βρείτε την επιφανειακή ζωή είναι να προσγειωθείτε σε έναν τέτοιο πλανήτη ή ένα φεγγάρι και να τρυπήσετε μέσω του επιφανειακού πάγου. Αυτή είναι η προσέγγιση που προβλέπεται για μια μελλοντική αποστολή της NASA στην Ευρώπη στο ηλιακό σύστημα. "
Εξερευνώντας περαιτέρω τις συνέπειες για την πανσπερμία, ο Lingam και ο Loeb εξέτασαν επίσης τι θα μπορούσε να συμβεί αν ένας πλανήτης σαν τη Γη εκδιώχθηκε ποτέ από το Ηλιακό Σύστημα. Όπως σημειώνουν στη μελέτη τους, προηγούμενη έρευνα έδειξε πώς πλανήτες με πυκνές ατμόσφαιρες ή υποθαλάσσιους ωκεανούς θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τη ζωή ενώ επιπλέουν στο διαστρικό διάστημα. Όπως εξήγησε ο Loeb, σκέφτηκαν επίσης τι θα συνέβαινε αν αυτό συνέβαινε κάποτε με τη Γη:
«Μια ενδιαφέρουσα ερώτηση είναι τι θα συνέβαινε στη Γη εάν εκτοξευόταν από το ηλιακό σύστημα σε κρύο χώρο χωρίς να θερμανθεί από τον Ήλιο. Διαπιστώσαμε ότι οι ωκεανοί θα παγώσουν σε βάθος 4,4 χιλιομέτρων, αλλά τσέπες υγρού νερού θα επιβιώσουν στις βαθύτερες περιοχές του ωκεανού της Γης, όπως η τάφρος Mariana, και η ζωή θα μπορούσε να επιβιώσει σε αυτές τις υπόλοιπες λίμνες υποεπιφάνειας. Αυτό συνεπάγεται ότι η επιφανειακή ζωή θα μπορούσε να μεταφερθεί μεταξύ πλανητικών συστημάτων. "
Αυτή η μελέτη χρησιμεύει επίσης ως υπενθύμιση ότι καθώς η ανθρωπότητα εξερευνά περισσότερο το Ηλιακό Σύστημα (σε μεγάλο βαθμό για χάρη της εξεύρεσης εξωγήινης ζωής) αυτό που βρίσκουμε έχει επίσης επιπτώσεις στο κυνήγι της ζωής στο υπόλοιπο Σύμπαν. Αυτό είναι ένα από τα οφέλη της προσέγγισης «χαμηλά κρεμαστά φρούτα». Αυτό που δεν γνωρίζουμε είναι ενημερωμένο, αλλά τι κάνουμε και αυτό που βρίσκουμε βοηθάει στην ενημέρωση των προσδοκιών μας για το τι άλλο μπορεί να βρούμε.
Και φυσικά, είναι ένα πολύ απέραντο Σύμπαν εκεί έξω. Αυτό που μπορεί να βρούμε είναι πιθανό να ξεπεράσει αυτό που μπορούμε σήμερα να αναγνωρίσουμε!
