Forskning kan hjælpe med at belyse livets oprindelse på Jorden

Et af de grundlæggende temaer i astrobiologi er at søge at fastslå oprindelsen og fordelingen af ​​liv i kosmos. Som en del af dette, feltet beskæftiger sig også med, hvordan liv kan overføres fra et planetsystem til et andet. Nyere forskning kan give indsigt i, hvordan vi kunne opdage spor af denne spændende proces i fremtiden.

Florida Tech assisterende professor i astrobiologi Manasvi Lingam, sammen med forskere fra Ecole Polytechnique Federale de Lausanne i Schweiz og Universitetet i Rom i Italien, for nylig færdiggjort papiret, "Det er muligt at opdage interstellar panspermia i astrofysiske miljøer, ", som er blevet accepteret til offentliggørelse i Astronomisk Tidsskrift .

Forskningen analyserer processen med, hvordan planeter bombarderes af sten, og hvordan livsbærende mikrober, der kan være på disse klipper, spredes fra én planet for at bringe liv til en anden. Livet på planeter kan være blevet initieret af panspermia, en årtusinder gammel teori om, at mikrober lever midt i rumstøv, kometer og asteroider overføres til planeten, når disse objekter kolliderer med dens overflade. I deres papir, Lingam og hans team præsenterer en sofistikeret matematisk model, der tager hensyn til, hvor længe mikrober overlever, de hastigheder, hvormed partiklerne spredes, og hastighederne af ejecta - materialet tvunget ud som følge af stød - for at vurdere udsigterne til at opdage interstellar panspermia.

Artiklen viser, at korrelationerne mellem par af liv-bærende planetsystemer kan tjene som en effektiv diagnostik af interstellar panspermia, forudsat at hastigheden af ​​den mikrobe-bærende ejecta er større end relative hastigheder for stjerner. Holdet genererede hands-on estimater af modelparametrene for forskellige astrofysiske miljøer og konkluderede, at åbne klynger og kugleformede klynger (dvs. tæt klyngede miljøer) synes at repræsentere de bedste mål til at vurdere levedygtigheden af ​​interstellar panspermia.

Som en kædereaktion i en atomreaktor, liv på planeter kan initieres ved kollision af et livsbærende objekt, der rammer en planet (derved så det), og de mikrobe-bærende objekter på den planet bliver efterfølgende slynget ud i rummet og derefter spredt over flere planeter i området. Ud over denne mekanisme af panspermia, forskere mener også, at liv også kan skabes fra ikke-levende systemer i en proces kendt som abiogenese. Ved at undersøge biologiske signaturer på planeter, Lingam og hans team udførte forskning, der viser, hvor langt og hvor effektivt panspermia kan nå naboplaneter.

"Det, vi viste, er, at der var visse miljøer, hvor panspermia er mere befordrende, og andre miljøer, hvor det er mindre, " sagde Lingam. "Den anden ting, vi viste, er, at skelnen mellem de to hypoteser (panspermia og abiogenese) kan udføres ved hjælp af en matematisk størrelse kendt som en parvis korrelationsfunktion. Hvis du har en funktion, der ikke er nul, det ville betyde, at panspermia er operationel, og hvis du har en nulfunktion, betyder det, at liv skabes på verdener uafhængigt af hinanden."

For Lingam, papiret kan give plads til ikke kun at forstå, hvilke planeter der påvirkes af levende organismers rejser, men også for at give en bedre forståelse af, hvordan dem på Jorden kan være biologisk forbundet med andre livsformer i vores solsystem. For eksempel, mikroberne på Mars kan potentielt komme fra panspermia, der involverer Jorden på en eller anden måde.

"Hvis vi skulle opdage liv på Mars, vi bliver nødt til at komme med gode diagnostiske værktøjer for at forstå, om dette liv virkelig er en anden tilblivelse, stammer fuldstændig uafhængigt af livet på Jorden, eller hvis det var frøet fra liv på Jorden, " sagde Lingam. "Der er beviser på, at tidlige Mars var meget beboelig, havde rindende vand, og temperaturerne kan også have været varmere. I princippet, liv kunne være opstået på Mars først, så døde ud eller gik under jorden, men så kunne det liv have spredt sig til Jorden, i så fald ville vi have en Mars-afstamning."

Lingams forskning i panspermi førte til, at han sidste år blev bestilt af Cambridge University Press, som en del af deres prestigefyldte Cambridge astrobiologi serie, at forfatte en omfattende bog om dette emne. Bogen er planlagt til at udkomme et stykke tid i 2022 eller 2023.