I jagt på liv uden for jordbund har forskere en tendens til at tage det, der er kendt som den "lavt-hængende frugt tilgang". Dette består i at lede efter forhold, der ligner det, vi oplever her på Jorden, som inkluderer ilt, organiske molekyler og masser af flydende vand. Interessant nok inkluderer nogle af de steder, hvor disse ingredienser findes i overflod, det indre af iskolde måner som Europa, Ganymede, Enceladus og Titan.
Mens der kun er en jordbaseret planet i vores solsystem, der er i stand til at støtte liv (Jorden), er der flere ”Ocean Worlds” som disse måner. Ved at tage dette et skridt videre udførte et team af forskere fra Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en undersøgelse, der viste, hvordan potentielt beboelige iskolde måner med indre oceaner er langt mere sandsynlige end jordiske planeter i universet.
Undersøgelsen med titlen “Subsurface Exolife” blev udført af Manasvi Lingam og Abraham Loeb fra Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) og Institute for Theory and Computation (ITC) ved Harvard University. Af hensyn til deres undersøgelse overvejer forfatterne alt det, der definerer en omgivende beboelig zone (også kaldet "Goldilocks Zone") og sandsynligheden for, at der er liv i måner med indre oceaner.
Til at begynde med adresserer Lingam og Loeb tendensen til at forveksle beboelige zoner (HZ'er) med en beboelighed eller behandle de to koncepter som udskiftelige. For eksempel er planeter, der er placeret i en HZ, ikke nødvendigvis i stand til at støtte liv - i denne henseende er Mars og Venus perfekte eksempler. Mens Mars er for koldt, og det er for tynd atmosfære til at støtte livet, havde Venus en løbende drivhuseffekt, der fik den til at blive et varmt, helvede sted.
På den anden side har kroppe, der er placeret uden for HZ'er, vist sig at være i stand til at have flydende vand og de nødvendige ingredienser for at give liv. I dette tilfælde fungerer månene fra Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan og flere andre som perfekte eksempler. Takket være udbredelsen af vand og geotermisk opvarmning forårsaget af tidevandskræfter har disse måner alle indre hav, der meget godt kunne understøtte livet.
Som Lingam, en postdoktoral forsker ved ITC og CfA og hovedforfatter for undersøgelsen, fortalte Space Magazine via e-mail:
”Den konventionelle opfattelse af planetarisk beboelighed er den beboelige zone (HZ), nemlig konceptet om, at” planeten ”skal være placeret i den rigtige afstand fra stjernen, så den kan være i stand til at have flydende vand på sin overflade. Imidlertid antager denne definition, at livet er: (a) overfladebaseret, (b) på en planet, der kredser om en stjerne, og (c) baseret på flydende vand (som opløsningsmiddel) og carbonforbindelser. I modsætning hertil slapper vores arbejde antagelserne (a) og (b), selvom vi stadig beholder (c). ”
Som sådan udvider Lingam og Loeb deres overvejelser om beboelighed til at omfatte verdener, der kunne have underjordiske biosfærer. Sådanne miljøer går ud over iskolde måner som Europa og Enceladus og kan omfatte mange andre typer dybe underjordiske miljøer. Oven i det er det også blevet spekuleret i, at der kunne eksistere liv i Titans methansøer (dvs. methanogene organismer). Lingam og Loeb valgte dog i stedet at fokusere på iskolde måner.
”Selvom vi overvejer liv i underjordiske hav under is / klippekonvolutter, kunne der også være liv i hydratiserede klipper (dvs. med vand) under overfladen; sidstnævnte omtales undertiden som underjordisk liv, ”sagde Lingam. ”Vi uddybede ikke den anden mulighed, da mange af konklusionerne (men ikke alle af dem) for havene under jorden også er gældende for disse verdener. Som nævnt ovenfor overvejer vi heller ikke livsformer baseret på eksotiske kemiske stoffer og opløsningsmidler, da det ikke er let at forudsige deres egenskaber. ”
I sidste ende valgte Lingam og Loeb at fokusere på verdener, der ville omgås stjerner og sandsynligvis indeholde et underjordisk menneskehed, som menneskeheden ville være i stand til at genkende. De gik derefter rundt med at vurdere sandsynligheden for, at sådanne organer er beboelige, hvilke fordele og udfordringer livet vil have at gøre med i disse miljøer, og sandsynligheden for, at sådanne verdener eksisterer ud over vores solsystem (sammenlignet med potentielt beboelige jordiske planeter).
For det første har “Ocean Worlds” flere fordele, når det kommer til at støtte livet. Indenfor det joviske system (Jupiter og dets måner) er stråling et stort problem, hvilket er resultatet af, at ladede partikler bliver fanget i gasgigantens magtfulde magnetfelt. Mellem det og månens svag atmosfære, ville livet have en meget hård tid at overleve på overfladen, men livet, der bor under isen, ville klare sig langt bedre.
”En stor fordel, som iskolde verdener har, er, at havene under jorden for det meste er forseglet fra overfladen,” sagde Lingam. "Derfor er UV-stråling og kosmiske stråler (energiske partikler), som typisk er skadelige for overfladebaseret liv i høje doser, usandsynligt, at det påvirker formodet liv i disse underjordiske hav."
”På den negative side,” fortsatte han, ”fraværet af sollys som en rigelig energikilde kunne føre til en biosfære, der har langt mindre organismer (pr. Enhedsvolumen) end Jorden. Derudover er de fleste organismer i disse biosfærer sandsynligvis mikrobielle, og sandsynligheden for komplekst liv i udvikling kan være lav sammenlignet med Jorden. Et andet spørgsmål er den potentielle tilgængelighed af næringsstoffer (f.eks. Fosfor), der er nødvendige for livet; vi foreslår, at disse næringsstoffer muligvis kun er tilgængelige i lavere koncentrationer end Jorden på disse verdener. ”
I sidste ende bestemte Lingam og Loeb, at en bred vifte af verdener med isskaller med moderat tykkelse kan eksistere i en lang række levesteder i hele kosmos. Baseret på hvor statistisk sandsynlige sådanne verdener er, konkluderede de, at “Ocean Worlds” som Europa, Enceladus og andre som dem er omkring 1000 gange mere almindelige end klippestruder, der findes inden for stjernernes HZ'er.
Disse fund har nogle drastiske konsekvenser for søgen efter ekstremjordisk og ekstra-sol-liv. Det har også betydelige konsekvenser for, hvordan livet kan distribueres gennem universet. Som Lingam opsummerede:
”Vi konkluderer, at livet på disse verdener utvivlsomt vil møde bemærkelsesværdige udfordringer. På den anden side er der imidlertid ingen definitive faktor, der forhindrer, at liv (især mikrobielt liv) udvikler sig på disse planeter og måner. Med hensyn til panspermia overvejede vi muligheden for, at en fritflydende planet, der indeholder exolife under jorden, midlertidigt kunne "fanges" af en stjerne, og at den måske kan frø andre planeter (der kredser om den stjerne) med livet. Da der er mange variabler involveret, kan ikke alle af dem kvantificeres nøjagtigt. ”
Professor Leob - Frank B. Baird Jr. Professor i videnskab ved Harvard University, direktøren for ITC, og studiens medforfatter - tilføjede, at det at finde eksempler på dette liv udgør sin egen andel af udfordringer. Som han fortalte Space Magazine via e-mail:
”Det er meget vanskeligt at registrere liv under undergrunden (fra en stor afstand) ved hjælp af teleskoper. Man kunne søge efter overskydende varme, men det kan være resultatet af naturlige kilder, såsom vulkaner. Den mest pålidelige måde at finde liv under undergrunden er at lande på en sådan planet eller måne og bore gennem overfladen. Dette er den tilgang, der er planlagt til en fremtidig NASA-mission til Europa i solsystemet. ”
Lingam og Loeb undersøgte konsekvenserne for panspermia yderligere, og overvejede også, hvad der kunne ske, hvis en planet som Jorden nogensinde blev skubbet ud af solsystemet. Som de bemærker i deres undersøgelse, har tidligere forskning indikeret, hvordan planeter med tykke atmosfærer eller oceaner under jorden stadig kunne understøtte livet, mens de svæver i det interstellare rum. Som Loeb forklarede, overvejede de også, hvad der ville ske, hvis dette nogensinde skete med Jorden en dag:
”Et interessant spørgsmål er, hvad der ville ske med Jorden, hvis det blev kastet ud af solsystemet i koldt rum uden at blive opvarmet af Solen. Vi har fundet, at verdenshavene ville fryse ned til en dybde på 4,4 kilometer, men lommer med flydende vand ville overleve i de dybeste områder af Jordens hav, såsom Mariana-grøften, og livet kunne overleve i disse resterende søer under jorden. Dette indebærer, at liv under undergrunden kunne overføres mellem planetariske systemer. ”
Denne undersøgelse tjener også som en påmindelse om, at når menneskeheden udforsker mere af solsystemet (i vid udstrækning med henblik på at finde udenjordisk liv), har det, vi finder, også konsekvenser i jakten på livet i resten af universet. Dette er en af fordelene ved fremgangsmåden med "lavt hængende frugt". Hvad vi ikke ved, er informeret, men hvad vi gør, og hvad vi finder, hjælper med at informere vores forventninger til hvad vi ellers kan finde.
Og selvfølgelig er det et meget stort univers derude. Det, vi måske finder, vil sandsynligvis gå langt ud over, hvad vi i øjeblikket er i stand til at erkende!
