Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι θα μπορούσε να υπάρχει ζωή κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του φεγγαριού Europa του Δία. Από τότε, έχουν προκύψει πολλές αποδείξεις που υποδηλώνουν ότι δεν είναι μόνοι. Πράγματι, στο Ηλιακό Σύστημα, υπάρχουν πολλοί «ωκεανοί κόσμοι» που θα μπορούσαν ενδεχομένως να φιλοξενήσουν τη ζωή, συμπεριλαμβανομένων των Ceres, Ganymede, Enceladus, Titan, Dione, Triton και ίσως ακόμη και του Πλούτωνα.
Αλλά τι γίνεται αν τα στοιχεία για τη ζωή όπως το γνωρίζουμε δεν είναι αρκετά άφθονα σε αυτούς τους κόσμους; Σε μια νέα μελέτη, δύο ερευνητές από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ Σμιθσόνια (CfA) προσπάθησαν να προσδιορίσουν εάν θα μπορούσε στην πραγματικότητα να υπάρχει έλλειψη βιοεπαγγελματικών στοιχείων στον ωκεανό κόσμο. Τα συμπεράσματά τους θα μπορούσαν να έχουν ευρείες συνέπειες για την ύπαρξη ζωής στο Ηλιακό Σύστημα και πέρα από αυτό, για να μην αναφέρουμε την ικανότητά μας να το μελετήσουμε.
Η μελέτη, με τίτλο «Η εξωγήινη ζωή καταστέλλεται σε υποθαλάσσιους ωκεανούς κόσμους λόγω της έλλειψης βιοεπιληπτικών στοιχείων;» εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο. Η μελέτη καθοδήγησε ο Manasvi Lingam, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Ινστιτούτο Θεωρίας και Υπολογισμού (ITC) του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και του CfA, με την υποστήριξη του Abraham Loeb - διευθυντή του ITC και του Frank B. Baird, Jr. Professor Επιστήμης στο Χάρβαρντ.
Σε προηγούμενες μελέτες, οι ερωτήσεις σχετικά με τη βιωσιμότητα των φεγγαριών και άλλων πλανητών τείνουν να επικεντρώνονται στην ύπαρξη νερού. Αυτό ήταν αλήθεια όταν πρόκειται για τη μελέτη πλανητών και φεγγαριών στο Ηλιακό Σύστημα, και ιδιαίτερα αληθές όταν πρόκειται για τη μελέτη των ηλιακών πλανητών. Όταν βρήκαν νέους εξωπλανήτες, οι αστρονόμοι έδωσαν ιδιαίτερη προσοχή στο εάν ο εν λόγω πλανήτης περιστρέφεται ή όχι σε κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού του.
Αυτό είναι το κλειδί για να καθοριστεί εάν ο πλανήτης μπορεί να υποστηρίξει ή όχι υγρό νερό στην επιφάνειά του. Επιπλέον, οι αστρονόμοι προσπάθησαν να αποκτήσουν φάσματα από γύρω από βραχώδεις εξωπλανήτες για να προσδιορίσουν εάν η απώλεια νερού συμβαίνει από την ατμόσφαιρά του, όπως αποδεικνύεται από την παρουσία αερίου υδρογόνου. Εν τω μεταξύ, άλλες μελέτες προσπάθησαν να προσδιορίσουν την παρουσία πηγών ενέργειας, καθώς αυτό είναι επίσης απαραίτητο για τη ζωή, όπως το γνωρίζουμε.
Αντίθετα, ο Δρ Lingam και ο καθηγητής Loeb εξέτασαν πώς η ύπαρξη ζωής στους ωκεανούς πλανήτες μπορεί να εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα περιοριστικών θρεπτικών ουσιών (LN). Για αρκετό καιρό, υπήρξε σημαντική συζήτηση σχετικά με το ποια θρεπτικά συστατικά θα ήταν απαραίτητα για την εξωγήινη ζωή, καθώς αυτά τα στοιχεία θα μπορούσαν να ποικίλλουν από τόπο σε τόπο και σε χρονικά διαστήματα. Όπως είπε ο Lingam στο Space Magazine μέσω email:
«Ο κατά κανόνα αποδεκτός κατάλογος στοιχείων που είναι απαραίτητα για τη ζωή, όπως γνωρίζουμε, περιλαμβάνει υδρογόνο, οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και θείο. Επιπλέον, ορισμένα ιχνοστοιχεία (π.χ. σίδηρος και μολυβδαίνιο) μπορεί επίσης να είναι πολύτιμα για τη ζωή όπως το γνωρίζουμε, αλλά ο κατάλογος των βιολογικών ιχνοστοιχείων υπόκειται σε υψηλότερο βαθμό αβεβαιότητας και μεταβλητότητας. "
Για τους σκοπούς τους, ο Δρ Loeb δημιούργησε ένα μοντέλο χρησιμοποιώντας τους ωκεανούς της Γης για να καθορίσει πώς οι πηγές και οι νεροχύτες - δηλαδή οι παράγοντες που προσθέτουν ή καταστρέφουν τα στοιχεία LN στους ωκεανούς, αντίστοιχα - θα μπορούσαν να είναι παρόμοιοι με αυτούς των ωκεανών. Στη Γη, οι πηγές αυτών των θρεπτικών ουσιών περιλαμβάνουν υδρόβια (από ποτάμια), ατμοσφαιρικές και παγετώδεις πηγές, με ενέργεια που παρέχεται από το ηλιακό φως.
Από αυτά τα θρεπτικά συστατικά, καθόρισαν ότι το πιο σημαντικό θα ήταν ο φωσφόρος και εξέτασαν πόσο άφθονο αυτό και άλλα στοιχεία θα μπορούσαν να είναι στον ωκεανό κόσμο, όπου οι συνθήκες είναι πολύ διαφορετικές. Όπως εξήγησε ο Δρ Lingam, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι σε αυτούς τους κόσμους, η πιθανή ύπαρξη ζωής θα κατέληγε επίσης σε μια ισορροπία μεταξύ της καθαρής εισροής (πηγών) και της καθαρής εκροής (νεροχύτες).
«Εάν οι νεροχύτες είναι πολύ πιο κυρίαρχοι από τις πηγές, αυτό θα μπορούσε να δείξει ότι τα στοιχεία θα εξαντληθούν σχετικά γρήγορα. Σε άλλο για να εκτιμήσουμε τα μεγέθη των πηγών και των νεροχυτών, χρησιμοποιήσαμε τις γνώσεις μας για τη Γη και τη συνδυάσαμε με άλλες βασικές παραμέτρους αυτών των ωκεανών κόσμων, όπως το pH του ωκεανού, το μέγεθος του κόσμου κ.λπ. γνωστό από τις παρατηρήσεις / θεωρητικά μοντέλα. "
Ενώ οι ατμοσφαιρικές πηγές δεν θα ήταν διαθέσιμες στους εσωτερικούς ωκεανούς, ο Δρ Loeb εξέτασε τη συμβολή των υδροθερμικών αεραγωγών. Ήδη, υπάρχουν άφθονες ενδείξεις ότι αυτά υπάρχουν στον Europa, τον Εγκέλαδο και σε άλλους ωκεανούς κόσμους. Θεωρούσαν επίσης αβιοτικές πηγές, οι οποίες αποτελούνται από ορυκτά που εκπλένονται από βράχια από βροχή στη Γη, αλλά αποτελούνται από τον καιρό των βράχων από τους εσωτερικούς ωκεανούς αυτών των φεγγαριών.
Τελικά, αυτό που βρήκαν ήταν ότι, σε αντίθεση με το νερό και την ενέργεια, ο περιορισμός των θρεπτικών συστατικών μπορεί να είναι σε περιορισμένη τροφοδοσία όταν πρόκειται για ωκεανούς κόσμους στο ηλιακό μας σύστημα:
«Βρήκαμε ότι, σύμφωνα με τις υποθέσεις του μοντέλου μας, ο φωσφόρος, που είναι ένα από τα βιολογικά στοιχεία, εξαντλείται σε γρήγορους χρόνους (από γεωλογικά πρότυπα) σε ωκεανούς κόσμους των οποίων οι ωκεανοί είναι ουδέτεροι ή αλκαλικοί στη φύση, και οι οποίοι διαθέτουν υδροθερμική δραστηριότητα (π.χ. υδροθερμικά συστήματα εξαερισμού στον πυθμένα του ωκεανού). Ως εκ τούτου, η δουλειά μας δείχνει ότι η ζωή μπορεί να υπάρχει σε χαμηλές συγκεντρώσεις παγκοσμίως σε αυτούς τους ωκεανούς κόσμους (ή να είναι παρούσα μόνο σε τοπικά μπαλώματα) και, ως εκ τούτου, να μην είναι εύκολα ανιχνεύσιμη. "
Αυτό φυσικά έχει επιπτώσεις σε αποστολές που προορίζονται για την Ευρώπη και άλλα φεγγάρια στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Αυτά περιλαμβάνουν τη NASAEuropa Clipper αποστολή, η οποία έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει μεταξύ 2022 και 2025. Μέσω μιας σειράς flybys της Europa, αυτός ο ανιχνευτής θα προσπαθήσει να μετρήσει τους βιοδείκτες στη δραστηριότητα των λοφίων που προέρχονται από την επιφάνεια του φεγγαριού.
Παρόμοιες αποστολές έχουν προταθεί για τον Εγκέλαδο και η NASA εξετάζει επίσης μια αποστολή "Dragonfly" για να εξερευνήσει την ατμόσφαιρα, την επιφάνεια και τις λίμνες του μεθανίου του Τιτάνα. Ωστόσο, εάν η μελέτη του Dr. Loeb είναι σωστή, τότε οι πιθανότητες αυτών των αποστολών να βρουν σημάδια ζωής σε έναν ωκεανό κόσμο στο Ηλιακό Σύστημα είναι μάλλον μικρές. Ωστόσο, όπως ανέφερε ο Lingam, εξακολουθούν να πιστεύουν ότι τέτοιες αποστολές πρέπει να πραγματοποιηθούν.
«Αν και το μοντέλο μας προβλέπει ότι οι μελλοντικές διαστημικές αποστολές σε αυτούς τους κόσμους ενδέχεται να έχουν χαμηλές πιθανότητες επιτυχίας όσον αφορά την ανίχνευση της εξωγήινης ζωής, πιστεύουμε ότι τέτοιες αποστολές αξίζουν ακόμη να επιδιωχθούν», είπε. «Αυτό συμβαίνει επειδή θα προσφέρουν μια εξαιρετική ευκαιρία για: (i) δοκιμή και / ή παραποίηση των βασικών προβλέψεων του μοντέλου μας και (ii) συλλογή περισσότερων δεδομένων και βελτίωση της κατανόησης των ωκεανών κόσμων και των βιογεωχημικών κύκλων τους».
Επιπλέον, όπως ανέφερε ο καθηγητής Loeb μέσω email, αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε στη «ζωή όπως τη γνωρίζουμε». Εάν μια αποστολή σε αυτούς τους κόσμους βρήκε πηγές εξωεδαφικής ζωής, τότε θα έδειχνε ότι η ζωή μπορεί να προκύψει από συνθήκες και στοιχεία με τα οποία δεν γνωρίζουμε. Ως εκ τούτου, η εξερεύνηση της Ευρώπης και άλλων ωκεανών κόσμων δεν είναι μόνο σκόπιμη, αλλά απαραίτητη.
«Η εφημερίδα μας δείχνει ότι στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη« χημεία-της ζωής-όπως-ξέρουμε », όπως ο φωσφόρος, εξαντλούνται στους υποθαλάσσιους ωκεανούς», είπε. Ως αποτέλεσμα, η ζωή θα ήταν δύσκολη στους ωκεανούς για τους οποίους υπάρχει υποψία ότι υπάρχει κάτω από τον επιφανειακό πάγο του Europa ή του Enceladus. Εάν οι μελλοντικές αποστολές επιβεβαιώσουν το εξαντλημένο επίπεδο φωσφόρου αλλά παρόλα αυτά βρουν ζωή σε αυτούς τους ωκεανούς, τότε θα γνωρίζαμε ένα νέο χημικό μονοπάτι για τη ζωή διαφορετική από εκείνη στη Γη. "
Στο τέλος, οι επιστήμονες αναγκάζονται να ακολουθήσουν την προσέγγιση «χαμηλών κρεμώντας φρούτων» όταν πρόκειται για αναζήτηση ζωής στο Σύμπαν. Μέχρι τη στιγμή που θα βρούμε τη ζωή πέρα από τη Γη, όλες οι μορφωμένες εικασίες μας θα βασίζονται στη ζωή όπως υπάρχει εδώ. Δεν μπορώ να φανταστώ έναν καλύτερο λόγο για να βγω εκεί έξω και να εξερευνήσω το Σύμπαν από αυτό!
