Galaktisk panspermia:Hvor langt kan liv spredes naturligt i en galakse som Mælkevejen?

Kan liv spredes gennem en galakse som Mælkevejen uden teknologisk indgriben? Det spørgsmål er stort set ubesvaret. En ny undersøgelse tager fat på det spørgsmål ved at bruge en simuleret galakse, der ligner Mælkevejen. Derefter undersøgte de den model for at se, hvordan organiske forbindelser kunne bevæge sig mellem dens stjernesystemer.

Det centrale spørgsmål i videnskaben er sandsynligvis "Hvordan begyndte livet?" Der er ikke noget større spørgsmål, og der er intet svar, indtil nu. Et sekundært spørgsmål er mere tilgængeligt:​​"Kan livet spredes fra stjerne til stjerne?" Det er teorien om panspermi, i en nøddeskal.

Jordens historie stiller et vigtigt spørgsmål, når det kommer til panspermia. Forskere mener, at der ikke var nok tid mellem det tidspunkt, hvor Jorden blev afkølet nok til at blive beboelig, og livets fremkomst. Ikke alle videnskabsmænd mener, at selvfølgelig. Der er en række tanker om sagen. Men spørgsmålet er stadig:Var der tid nok til, at DNA-baseret liv kunne komme i gang selvstændigt på Jorden? eller spillede panspermi en rolle?

Mens meget af snakken omkring panspermia vedrører simple livsformer, der på en eller anden måde bevæger sig mellem stjerner, mere seriøs snak om bevægelse af organiske forbindelser, der er nødvendige for livet. Forskere har fundet nogle af disse forbindelser på kometer og andre steder ude i rummet. Vi ved nu, at de ikke nødvendigvis er sjældne. Så kan disse forbindelser flytte rundt fra solsystem til solsystem?

Den nye undersøgelse har titlen "Panspermia i en mælkevejslignende galakse." Hovedforfatteren er Raphael Gobat, fra Instituto de Física, Valparaíso, Chile. Papiret er tilgængeligt på pre-print-siden arxiv.org.

Så er panspermi en ting? Inde i et solsystem som vores, det synes muligt. Meteoritter fra Mars er landet på Jorden, hvilket er et ret solidt bevis. Hvis sten kan klare turen, hvorfor ikke kemikalier i eller på de klipper? Kunne sporer foretage den interstellare tur mellem stjernesystemer?

Forskerholdet satte sig for at besvare det spørgsmål. De arbejdede med en simuleret galakse fra MUGS, McMaster Unbiased Galaxy Simulations. MUGS er et sæt af 16 simulerede galakser skabt af forskere i begyndelsen af ​​2000'erne. I 2016 Gobat et al tilføjede en modificeret galaktisk beboelighedsmodel, kaldet GH16.

Deres valgte galakse er g15784. Det er lidt mere massivt end Mælkevejen og har en historie med rolige fusioner. Det har ikke smeltet sammen med noget meget massivt i lang tid, og den kredser om flere sfæriske galakser.

Holdet beregnede et niveau af beboelighed for hver stjernepartikel i galaksen. I dette tilfælde, det betyder antallet af hovedsekvensen af ​​lavmassestjerner med jordiske planeter inden for deres beboelige zoner. De fulgte GH16 for at gøre det. GH16 tager højde for stjernernes metallicitet, minimum og maksimum masse, dannelseshistorie, og de indre og ydre områder af dens beboelighedszone (HZ.)

De overvejede også effekten af ​​supernovaeksplosioner på beboelighed. Den galaktiske kerne er den tættest befolkede del af galaksen. Så selvom der er flere potentielt beboelige planeter der, der er også mere dødbringende supernovaer. Den højere tæthed af stjerner i kernen betyder, at hver beboelig planet har en større chance for at blive gjort ubeboelig af en supernova. Den højere metallicitet i kernen reducerer også beboelighed, ifølge forfatterne. Det gør den centrale region til et svært sted for panspermi.

Gruppen så også på spiralarmene på g15784. Mens stjernetætheden også er høj der, og det samme er supernovahastigheder (SNR), de påvirkede ikke beboeligheden på samme måde som i bulen. De så også på den galaktiske skive og glorie.

Undersøgelsen viser, at panspermi i det mindste er muligt, selvom der ikke er noget enkelt svar på spørgsmålet. De fandt ud af, at mens median beboelighed stiger med galaktocentrisk radius, mens sandsynligheden for panspermia er omvendt. Det er på grund af den højere stjernetæthed i den galaktiske bule.

Men sandsynligheden for panspermi er lav i den centrale disk. Det er på grund af højere supernovahastigheder og en lavere flugtfraktion på grund af højere metallicitet. Naturlig beboelighed varierer ikke meget i hele galaksen, hvorimod sandsynligheden for panspermi varierer meget, i flere størrelsesordener.

Holdet fandt ingen sammenhæng mellem sandsynligheden for panspermia og beboeligheden af ​​den modtagende partikel. (I dette studie, partikel refererer til et højt antal stjerner, på grund af simuleringens lave opløsning.)

Til sidst, de fandt ud af, at panspermia er mindre effektiv end in-situ præbiotisk evolution, selvom de siger, at de ikke kan kvantificere det præcist.

I deres konklusion, forfatterne påpeger flere forbehold for værket. "...først, den inkluderer flere faktorer, som vi har betragtet som ukendte konstanter (f.eks. indfangningsfraktionen af ​​sporer af målplaneter, forholdet mellem beboelighed og tilstedeværelse af liv, den typiske hastighed for interstellare objekter, og den absolutte værdi af flugtfraktionen af ​​de interstellare organiske forbindelser fra kildeplaneter)." Som et resultat heraf, de anser deres resultater for at være "... naturligvis mere kvalitative end kvantitative."

De advarer også om, at mens en rigtig galakse som Mælkevejen er dynamisk og skiftende, deres simulerede galakse er blot et øjebliksbillede. "Som sådan, disse resultater gælder kun, hvis den typiske tidsskala for panspermia er meget kortere end den dynamiske tidsskala for en galakse."

Der er andre forskelle mellem den simulerede galakse og Mælkevejen. "For eksempel, vores falske galakse har en større værdi af bule-til-skive lysforhold end den faktiske Mælkevej, og den galaktiske bule er blevet foreslået at være velegnet til panspermi." Til sidst, de påpeger, at MUGS er en lavopløsningssimulering, og en simulering med højere opløsning kunne give nogle forskelle i resultaterne.

Vi har for nylig fået besøg af to interstellare objekter:"Oumuamua og kometen 2L/Borisov. Så vi ved, at objekter rejser mellem stjernesystemer. Der har sandsynligvis været mange flere interstellare besøgende, som vi ikke var teknologisk i stand til at se. Og vi ved, at organiske byggesten er til stede ude i rummet.

Det beviser ikke, at organiske byggesten kan rejse mellem stjerner, men det ser ud til at være muligt. Takket være denne forskning, vi ved måske lidt mere om, hvor sandsynligt det er, og hvor i en galakse det kan finde sted.