I jakten på utomjordiskt liv tenderar forskare att ta det som kallas ”låghängande fruktmetod”. Detta består av att leta efter förhållanden som vi upplever här på jorden, som inkluderar syre, organiska molekyler och mycket flytande vatten. Intressant nog inkluderar några av de platser där dessa ingredienser finns i överflöd inredningen i isiga månar som Europa, Ganymede, Enceladus och Titan.
Medan det bara finns en markjord i vår solsystem som kan stödja livet (Jorden), finns det flera "Ocean Worlds" som dessa månar. Genom att ta detta ett steg längre genomförde ett team av forskare från Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en studie som visade hur potentiellt bebodliga isiga månar med inre hav är mycket mer troliga än jordiska planeter i universum.
Studien, med titeln "Subsurface Exolife", utfördes av Manasvi Lingam och Abraham Loeb från Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) och Institute for Theory and Computation (ITC) vid Harvard University. För deras studie anser författarna att allt det som definierar en omgivande bebyggelig zon (alias "Goldilocks Zone") och sannolikheten för att det finns liv i månar med inre hav.
Till att börja med adresserar Lingam och Loeb en tendens att förväxla beboeliga zoner (HZ: er) med förmåga, eller att behandla de två koncepten som utbytbara. Till exempel planeter som är belägna i en HZ kan inte nödvändigtvis stödja livet - i detta avseende är Mars och Venus perfekta exempel. Medan Mars är för kallt och det är för tunn atmosfär för att stödja livet, fick Venus en språngväxthuseffekt som fick den att bli en het, helvete.
Å andra sidan har kroppar som ligger utanför HZs visat sig kunna ha flytande vatten och de nödvändiga ingredienserna för att ge liv. I detta fall fungerar månarna från Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan och flera andra som perfekta exempel. Tack vare förekomsten av vatten och geotermisk uppvärmning orsakad av tidvattenkrafter har dessa månar alla inre oceaner som mycket väl kan stödja livet.
Som Lingam, en postdoktoral forskare vid ITC och CfA och ledande författare för studien, berättade för Space Magazine via e-post:
”Den konventionella uppfattningen om planetarisk förmåga är den bebörliga zonen (HZ), nämligen konceptet att” planeten ”måste vara belägen på rätt avstånd från stjärnan så att den kan ha flytande vatten på ytan. Emellertid antar denna definition att livet är: (a) ytbaserat, (b) på en planet som kretsar runt en stjärna, och (c) baserat på flytande vatten (som lösningsmedel) och kolföreningar. Däremot avslappnar vårt arbete antaganden (a) och (b), även om vi fortfarande behåller (c). ”
Som sådant utvidgar Lingam och Loeb sitt övervägande för att kunna inkludera världar som kan ha biosfärer under ytan. Sådana miljöer går utöver isiga månar som Europa och Enceladus och kan inkludera många andra typer av djupa underjordiska miljöer. Dessutom har det också spekulerats att liv kan existera i Titans metansjöar (dvs metanogena organismer). Men Lingam och Loeb valde att fokusera på isiga månar istället.
”Även om vi betraktar livet i hav under jord under is / stenhöljen, kan det också finnas liv i hydratiserade bergarter (dvs med vatten) under ytan; det senare kallas ibland underjordiskt liv, säger Lingam. ”Vi djuptade inte i den andra möjligheten eftersom många av slutsatserna (men inte alla dem) för hav under jord också är tillämpliga på dessa världar. På samma sätt, som nämnts ovan, anser vi inte livsformer baserade på exotiska kemister och lösningsmedel, eftersom det inte är lätt att förutsäga deras egenskaper. ”
I slutändan valde Lingam och Loeb att fokusera på världar som skulle kretsa runt stjärnor och sannolikt innehålla underjordiskt liv som mänskligheten skulle kunna känna igen. Då gick de ut på att bedöma sannolikheten för att sådana kroppar är bebodda, vilka fördelar och utmaningar livet kommer att ha att hantera i dessa miljöer och sannolikheten för att sådana världar finns utanför vårt solsystem (jämfört med potentiellt bebodda markplaneter).
Till att börja med har “Ocean Worlds” flera fördelar när det gäller att stödja livet. Inom det joviska systemet (Jupiter och dess månar) är strålning ett stort problem, vilket är resultatet av att laddade partiklar fastnar i gasens jättestora magnetfält. Mellan det och månens svaga atmosfärer skulle livet ha mycket svårt att överleva på ytan, men livet som bor under isen skulle gå mycket bättre.
"En viktig fördel som isiga världar har är att havets underjordiska grannar till största delen är förseglade från ytan," sa Lingam. "Därför är det osannolikt att UV-strålning och kosmiska strålar (energiska partiklar), som vanligtvis är skadliga för ytbaserat liv i höga doser, sannolikt inte påverkar det förmodade livet i dessa hav under jord."
”På den negativa sidan,” fortsatte han, ”frånvaron av solljus som en rik energikälla kan leda till en biosfär som har mycket mindre organismer (per volymenhet) än jorden. Dessutom är de flesta organismer i dessa biosfärer sannolikt mikrobiella, och sannolikheten för att komplexa livsutveckling kan vara låg jämfört med jorden. En annan fråga är den potentiella tillgången på näringsämnen (t.ex. fosfor) som är nödvändiga för livet; vi föreslår att dessa näringsämnen bara kan finnas i lägre koncentrationer än jorden på dessa världar. ”
I slutändan bestämde Lingam och Loeb att ett brett spektrum av världar med isskal med måttlig tjocklek kan förekomma i ett brett spektrum av livsmiljöer i hela kosmos. Baserat på hur statistiskt troligt sådana världar är, drog de slutsatsen att ”Ocean Worlds” som Europa, Enceladus och andra som dem är ungefär 1000 gånger vanligare än steniga planeter som finns inom stjärnorna i stjärnorna.
Dessa fynd har några drastiska konsekvenser för sökandet efter utomjordiskt och extra-solliv. Det har också betydande konsekvenser för hur livet kan distribueras genom universum. Som Lingam sammanfattade:
”Vi drar slutsatsen att livet på dessa världar utan tvekan kommer att möta anmärkningsvärda utmaningar. Å andra sidan finns det ingen definitiv faktor som förhindrar liv (särskilt mikrobiellt liv) från att utvecklas på dessa planeter och månar. När det gäller panspermia övervägde vi möjligheten att en fritt flytande planet innehållande underjordisk exolife tillfälligt kan "fångas" av en stjärna, och att den kanske kan utsäde andra planeter (som kretsar om den stjärnan) med livet. Eftersom det är många variabler inblandade, kan inte alla av dem kvantifieras korrekt. ”
Professor Leob - Frank B. Baird Jr. Professor i naturvetenskap vid Harvard University, chef för ITC, och studiens medförfattare - tillade att att hitta exempel på detta liv utgör sin egen del av utmaningar. Som han berättade för Space Magazine via e-post:
”Det är väldigt svårt att upptäcka livslängden under ytan på distans (från stort avstånd) med hjälp av teleskop. Man kan söka efter överskottsvärme men det kan komma från naturliga källor, till exempel vulkaner. Det mest pålitliga sättet att hitta liv under ytan är att landa på en sådan planet eller måne och borra genom ytisen. Detta är den metod som tänkas för ett framtida NASA-uppdrag till Europa i solsystemet. ”
Lingam och Loeb undersökte konsekvenserna för panspermia ytterligare och undersökte också vad som kan hända om en planet som Jorden någonsin kastades ut från solsystemet. Som de noterar i sin studie har tidigare forskning visat hur planeter med tjocka atmosfärer eller hav under jord kan fortfarande stödja livet medan de flyter i det interstellära rummet. Som Loeb förklarade övervägde de också vad som skulle hända om detta någonsin skulle hända med Jorden en dag:
”En intressant fråga är vad som skulle hända med jorden om den kastas ut från solsystemet till kallt utrymme utan att värmas av solen. Vi har funnit att haven skulle frysa ner till ett djup på 4,4 kilometer men fickor med flytande vatten skulle överleva i de djupaste regionerna i jordens hav, till exempel Mariana Trench, och livet kunde överleva i dessa kvarvarande sjöar i underytan. Detta innebär att liv under jord kan överföras mellan planetariska system. ”
Denna studie fungerar också som en påminnelse om att när mänskligheten utforskar mer av solsystemet (till stor del för att hitta utomjordiskt liv) har det vi också har konsekvenser i jakten på livet i resten av universum. Detta är en av fördelarna med "låghängande frukt" -metoden. Det vi inte vet är informerat men vad vi gör och vad vi hittar hjälper till att informera våra förväntningar om vad vi annars kan hitta.
Och naturligtvis är det ett mycket stort universum där ute. Det vi kan hitta kommer sannolikt att gå långt utöver vad vi för närvarande kan förstå!
