Τι θα γινόταν αν η ζωή στη Γη ξεκίνησε όταν τα διαστρικά αντικείμενα συνετρίβη εδώ; : Science Alert

By | January 21, 2024

Στις 19 Οκτωβρίου 2017, οι αστρονόμοι στην έρευνα Pan-STARRS εντόπισαν για πρώτη φορά ένα διαστρικό αντικείμενο (ISO) που διέρχεται από το ηλιακό μας σύστημα. Το αντικείμενο, γνωστό ως 1I/2017 U1 Oumuamua, προκάλεσε σημαντική επιστημονική συζήτηση και εξακολουθεί να είναι αμφιλεγόμενο σήμερα.

Ένα πράγμα στο οποίο συμφώνησαν όλοι ήταν ότι η ανίχνευση αυτού του αντικειμένου έδειξε ότι τα ISO εισέρχονται τακτικά στο Ηλιακό μας Σύστημα. Επιπλέον, μεταγενέστερη έρευνα αποκάλυψε ότι περιστασιακά ορισμένα από αυτά τα αντικείμενα φτάνουν στη Γη ως μετεωρίτες και προσκρούουν στην επιφάνεια.

Αυτό εγείρει ένα πολύ σημαντικό ερώτημα: εάν τα ISO έρχονται στη Γη εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, έφεραν μαζί τους τα συστατικά για τη ζωή;

Σε μια πρόσφατη εργασία, μια ομάδα ερευνητών εξέτασε τις συνέπειες των ISO που ευθύνονται για την πανσπερμία – τη θεωρία ότι οι σπόροι της ζωής υπάρχουν σε όλο το Σύμπαν και διανέμονται από αστεροειδείς, κομήτες και άλλα ουράνια αντικείμενα.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματά τους, τα ISO θα μπορούσαν ενδεχομένως να σπείρουν εκατοντάδες χιλιάδες (ή πιθανώς δισεκατομμύρια) πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη σε όλο τον Γαλαξία μας.

Επικεφαλής της ομάδας ήταν ο David Cao, τελειόφοιτος στο Thomas Jefferson High School for Science and Technology (TJSST). Μαζί του ήταν ο Peter Plavchan, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο George Mason (GMU) και διευθυντής των Mason Observatories, και ο Michael Summers, καθηγητής αστροφυσικής και πλανητικών επιστημών στο GMU.

Η εργασία τους, “The Implications of ‘Oumuamua on Panspermia”, εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο και εξετάζεται για δημοσίευση από την Αμερικανική Αστρονομική Εταιρεία (AAS).

Για να συνοψίσουμε εν συντομία, η πανσπερμία είναι η θεωρία ότι η ζωή εισήχθη στη Γη από αντικείμενα από το διαστρικό μέσο (ISM). Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, αυτή η ζωή πήρε τη μορφή ακραίων φιλικών βακτηρίων ικανών να επιβιώσουν στις σκληρές συνθήκες του διαστήματος.

Μέσω αυτής της διαδικασίας, η ζωή κατανέμεται σε όλο το σύμπαν καθώς τα αντικείμενα περνούν μέσω του ISM μέχρι να φτάσουν και να προσκρούσουν σε δυνητικά κατοικήσιμους πλανήτες. Αυτό κάνει την πανσπερμία ουσιαστικά διαφορετική από τις ανταγωνιστικές θεωρίες για το πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη (επίσης γνωστή ως αβιογένεση), η πιο ευρέως αποδεκτή από τις οποίες είναι η Παγκόσμια Υπόθεση RNA.

Αυτή η υπόθεση δηλώνει ότι το RNA προηγήθηκε του DNA και των πρωτεϊνών στην εξέλιξη, οδηγώντας τελικά στην πρώτη ζωή στη Γη (δηλαδή, ότι προέκυψε εγχώρια).

Αλλά όπως είπε ο Cao στο Universe Today μέσω email, η πανσπερμία είναι δύσκολο να εκτιμηθεί:

“Η πανσπερμία είναι δύσκολο να εκτιμηθεί γιατί απαιτεί πολλούς διαφορετικούς παράγοντες που πρέπει να ενσωματωθούν, πολλοί από τους οποίους είναι απεριόριστοι και άγνωστοι. Για παράδειγμα, πρέπει να εξετάσουμε τη φυσική πίσω από την πανσπερμία (πόσα αντικείμενα συγκρούστηκαν με τη Γη πριν από τα πρώτα απολιθωμένα στοιχεία). για τη ζωή;), βιολογικούς παράγοντες (αντέχουν τα ακραία φιλικά προς την ακτινοβολία γάμμα από σουπερνόβα;) και ούτω καθεξής.

«Επιπλέον σε καθέναν από αυτούς τους παράγοντες, υπάρχουν ερωτήσεις για τις οποίες δεν έχουμε ακόμη απαντήσεις ή δεν μπορούμε να μοντελοποιήσουμε αποτελεσματικά, για παράδειγμα, τον αριθμό των ακραίων φιλικών που φτάνουν στη Γη ακόμα κι αν ένα αντικείμενο που φέρει ζωή συγκρουστεί με τη Γη, και Πιθανότητα ότι η ζωή μπορεί πράγματι να ξεκινήσει από εξωγήινους ακραίους. Η συλλογή αυτών των παραγόντων, μαζί με πολλούς άλλους, όπως ο μεταβαλλόμενος ρυθμός σχηματισμού άστρων και η πρόσφατη ανίχνευση αρκετών απατεώνων και πλανητών πλανητών, καθιστά δύσκολη την εκτίμηση της πανσπερμίας και, ως εκ τούτου, την κατανόησή μας η αληθοφάνεια της πανσπερμίας αλλάζει συνεχώς».

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το διαστρικό αντικείμενο, «Oumuamua, που βιώνει την υπεραέρια καθώς φεύγει από το ηλιακό μας σύστημα. (ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser)

Η ανίχνευση του Oumuamua το 2017 αποτέλεσε σημαντική καμπή για την αστρονομία, καθώς ήταν η πρώτη φορά που παρατηρήθηκε ISO.

Το γεγονός ότι ανιχνεύθηκε έδειξε ότι τέτοια αντικείμενα ήταν στατιστικά σημαντικά στο Σύμπαν και ότι τα ISO πιθανώς περνούσαν τακτικά από το Ηλιακό Σύστημα (μερικά από τα οποία είναι πιθανώς ακόμα εδώ).

Δύο χρόνια αργότερα, ένα δεύτερο ISO ανιχνεύθηκε να εισέρχεται στο Ηλιακό Σύστημα (2I/Borisov), μόνο που αυτή τη φορά δεν υπήρχε μυστήριο για τη φύση του. Καθώς πλησίαζε τον Ήλιο μας, ο 2I/Borisov σχημάτισε μια ουρά, δείχνοντας ότι ήταν κομήτης.

Μεταγενέστερη έρευνα έδειξε ότι ορισμένα από αυτά τα αντικείμενα μετατρέπονται σε μετεωρίτες που προσκρούουν στην επιφάνεια της Γης, ενώ μερικά έχουν ακόμη και εντοπιστεί. Αυτό περιλαμβάνει το CNEOS 2014-01-08, έναν μετεωρίτη που έπεσε στον Ειρηνικό Ωκεανό το 2014 (και αποτέλεσε αντικείμενο μελέτης από το Project Galileo).

Όπως εξήγησε ο Cao, η ανίχνευση αυτών των διαστρικών επισκεπτών έχει επίσης συνέπειες για την πανσπερμία και τη συνεχιζόμενη συζήτηση σχετικά με την προέλευση της ζωής στη Γη:

«Το Oumuamua χρησιμεύει ως ένα νέο σημείο δεδομένων για τα μοντέλα πανσπερμίας, καθώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις φυσικές του ιδιότητες, ιδιαίτερα τη μάζα, το μέγεθός του (σφαιρική ακτίνα) και την υπονοούμενη πυκνότητα αριθμού ISM, για να μοντελοποιήσουμε την πυκνότητα αριθμού και την πυκνότητα μάζας των αντικειμένων στο μέσο διαστρικό Αυτά τα μοντέλα μας επιτρέπουν να εκτιμήσουμε την πυκνότητα ροής και τη ροή μάζας των αντικειμένων στο διαστρικό μέσο και με αυτά τα μοντέλα μπορούμε να προσεγγίσουμε τον συνολικό αριθμό των αντικειμένων που έχουν επηρεάσει τη Γη για 0,8 δισεκατομμύρια χρόνια (που είναι η υποθετική χρονική περίοδος μεταξύ της πρόσκρουσης ο σχηματισμός της Γης και τα πρώτα στοιχεία της ζωής).

«Η γνώση του συνολικού αριθμού των γεγονότων σύγκρουσης στη Γη κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου 0,8 δισεκατομμυρίων ετών είναι ζωτικής σημασίας για την πανσπερμία, καθώς ένας μεγαλύτερος αριθμός γεγονότων σύγκρουσης με διαστρικά αντικείμενα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου θα σήμαινε μεγαλύτερη πιθανότητα πανσπερμίας.

«Εν ολίγοις, οι φυσικές ιδιότητες του διαστρικού Oumuamua επιτρέπουν τη δημιουργία μαθηματικών μοντέλων που καθορίζουν την αληθοφάνεια της πανσπερμίας».

Εκτός από τα μαθηματικά μοντέλα που λαμβάνουν υπόψη τη φυσική πίσω από την πανσπερμία – δηλαδή πυκνότητα αριθμού, πυκνότητα μάζας, ολικά συμβάντα πρόσκρουσης κ.λπ. – Ο Κάο και οι συνεργάτες του εφάρμοσαν ένα βιολογικό μοντέλο που περιγράφει το ελάχιστο μέγεθος αντικειμένου που απαιτείται για την προστασία των ακραίων φιλικών από αστροφυσικά γεγονότα (υπερκαινοφανείς, εκρήξεις ακτίνων γάμμα, μεγάλες κρούσεις αστεροειδών, διερχόμενα αστέρια κ.λπ.).

Όπως καλύφθηκε σε προηγούμενο άρθρο, πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι οι κοσμικές ακτίνες διαβρώνουν όλα εκτός από τα μεγαλύτερα ISO πριν φτάσουν σε άλλο σύστημα.

Αυτές οι πρόσθετες εκτιμήσεις επηρεάζουν τελικά τον αριθμό των αντικειμένων που θα επηρεάσουν τη Γη (που δεν έχουν αποστειρωθεί από αστροφυσικές πηγές) και την αληθοφάνεια της πανσπερμίας.

“Για να λάβουμε το ελάχιστο μέγεθος του αντικειμένου, εφαρμόζουμε πολλά μοντέλα, για παράδειγμα, τη μέθοδο σφαιρικής συσκευασίας για να παρέχουμε μια χονδρική εκτίμηση της απόστασης μιας εκτίναξης από τον πλησιέστερο πρόγονο σουπερνόβα (χρησιμοποιώντας το Orion A, ένα πυκνό αστρικό σμήνος, ως μοντέλο), την ακτινοβολία γάμμα που χτυπά την εκτίναξη και τον συντελεστή εξασθένησης (πόση ακτινοβολία απορροφά η εκτίναξη) με βάση την πιο πιθανή χημική σύνθεση της εκτίναξης (πάγος νερού)», είπε ο Cao.

Με βάση τα συνδυασμένα φυσικά και βιολογικά μοντέλα τους, η ομάδα εξήγαγε εκτιμήσεις για τον αριθμό των εκτινάξεων που έφτασαν στη Γη πριν εμφανιστεί η ζωή. Σύμφωνα με τα παλαιότερα απολιθωμένα στοιχεία που βρέθηκαν στη δυτική Αυστραλία (από βράχους που χρονολογούνται στον Αρχαίο Αιώνα), οι πρώτες μορφές ζωής εμφανίστηκαν περίπου. 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Ο Cao είπε:

“Συμπεραίνουμε ότι η μέγιστη πιθανότητα η πανσπερμία να πυροδότησε ζωή στη Γη είναι της τάξης μεγέθους 10-5, ή 0,001 τοις εκατό. Αν και αυτή η πιθανότητα φαίνεται χαμηλή, υπό τις πιο αισιόδοξες συνθήκες, υπάρχουν δυνητικά 4 × 109 εξωπλανήτες στο σύνολο της ζώνης κατοικήσιμος κόσμος στον Γαλαξία μας, που θα μπορούσε να υποδεικνύει συνολικά 104 κατοικήσιμους κόσμους που φιλοξενούν ζωή.

«Επιπλέον, περιορίσαμε την ανάλυσή μας στα πρώτα 0,8 δισεκατομμύρια χρόνια της ιστορίας της Γης, πριν από τα πρώτα απολιθωμένα στοιχεία ζωής, αλλά επειδή η ζωή μπορεί να σπαρθεί σε οποιοδήποτε σημείο της ζωής ενός πλανήτη και οι πλανήτες έχουν σημαντικά μεγαλύτερο προσδόκιμο κατοικήσιμο σε 5 χρόνια -10 δισεκατομμύρια χρόνια), έχουμε αυξήσει την εκτίμησή μας για τον συνολικό αριθμό των κατοικήσιμων κόσμων που φιλοξενούν ζωή στον Γαλαξία μας κατά μια τάξη μεγέθους».

Από αυτό, ο Cao και οι συνεργάτες του έλαβαν ένα τελικό αποτέλεσμα περίπου 105 κατοικήσιμων πλανητών που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή στον γαλαξία μας. Ωστόσο, αυτές οι εκτιμήσεις βασίζονται στις πιο αισιόδοξες προβλέψεις σχετικά με την πλανητική κατοικιμότητα.

Με άλλα λόγια, υποθέτει ότι όλοι οι βραχώδεις πλανήτες μεγέθους της Γης που βρίσκονται σε τροχιά σε κατοικήσιμες ζώνες είναι ικανοί να υποστηρίξουν ζωή, που σημαίνει ότι έχουν πυκνές ατμόσφαιρες, μαγνητικά πεδία, υγρό νερό στις επιφάνειές τους και όλα τα υλικά που εκτοξεύονται με Ζωή που επιβιώνει εισέρχονται στην ατμόσφαιρά μας ικανό να εναποθέτει μικρόβια στην επιφάνεια.

frameborder=”0″ allow=”accelerometer; Αυτόματη αναπαραγωγή; εγγραφή στο πρόχειρο? κρυπτογραφημένα μέσα? γυροσκόπιο; εικόνα σε εικόνα? κοινή χρήση ιστού” επιτρέπει την πλήρη οθόνη>

Όπως συνόψισε ο Cao, τα αποτελέσματά τους δεν αποδεικνύουν πανσπερμία ούτε επιλύουν τη συζήτηση σχετικά με την προέλευση της ζωής εδώ στη Γη. Ωστόσο, παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες και περιορισμούς σχετικά με την πιθανότητα ότι η ζωή προέκυψε εδώ μέσα από αντικείμενα όπως το «Oumuamua».

Ό,τι κι αν συμβεί, αυτές οι ανακαλύψεις πιθανότατα θα έχουν σημαντικές επιπτώσεις για την αστροβιολογία, η οποία γίνεται ολοένα και πιο ποικίλο πεδίο:

“Ενσωματώνουμε τη φυσική, τη βιολογία και τη χημεία στη μελέτη της πανσπερμίας ως προέλευσης της ζωής, και είναι σπάνιο να έχουμε τόσο ποικίλα θέματα σε έναν τομέα της έρευνας. Νομίζω ότι η αστροβιολογία τείνει να γίνει πιο διεπιστημονική, η οποία Πιστεύω ότι είναι μια θετική τάση γιατί θα επέτρεπε σε ειδικούς από όλα τα υπόβαθρα να προωθήσουν την αστροβιολογία.

“Η έρευνά μας μπορεί να συμβάλει σε αυτήν την τάση. Όσον αφορά τα ευρήματά μας για την πανσπερμία, η πιθανότητα η πανσπερμία να προκαλέσει ζωή στη Γη είναι απίθανη, αλλά ο αριθμός των πλανητών με κατοικήσιμες ζώνες που φιλοξενούν ζωή στον Γαλαξία μας είναι σημαντικά μεγαλύτερος.

«Μελλοντικές αστροβιολογικές μελέτες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα ευρήματα για να προωθήσουν την έρευνά μας στην πανσπερμία. Ωστόσο, δεν ενσωματώνουμε ούτε γνωρίζουμε όλους τους παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν την αληθοφάνεια της πανσπερμίας.

«Πιστεύω ότι τα ευρήματά μας ανοίγουν νέες γραμμές έρευνας για μελλοντικές μελέτες σχετικά με την πανσπερμία, ενημερώνοντας τα μοντέλα μας ή ενσωματώνοντας πρόσθετους παράγοντες.

«Ένας πιθανός τομέας μελέτης, εάν βρούμε στοιχεία για ζωή σε άλλους κόσμους στο μέλλον, είτε στο ηλιακό μας σύστημα είτε μέσω βιουπογραφών σε ατμόσφαιρες εξωπλανητών, είναι να εξετάσουμε πειραματικές και παρατηρητικές δοκιμές για τη διάκριση μεταξύ ζωής που έφτασε μέσω του μηχανισμού της πανσπερμίας ή της ζωής που εξελίχθηκε και προέκυψε ανεξάρτητα».

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από το Universe Today. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *