Deler livet med planeterne ved siden af

Hvordan liv kunne deles mellem planeter i umiddelbar nærhed af hinanden, har fået en større indsigt takket være nye analyser baseret på tidligere kendte og nye beregninger. Resultaterne giver forskerne mulighed for at forstå, hvor sandsynligt liv kan være på en given planet i så tætte systemer, hvis den verden viser tegn på beboelighed.

Det begyndte med en blasfemisk-på-tids-idé:at liv eksisterer i hele universet, og den kan rejse uden overnaturlig indblanding. Anaxagoras, en græsk filosof fra det 5. århundrede f.Kr. kaldet dette begreb 'panspermia'. Kelvin, Helmholtz og Arrhenius fremmede ideen i det 19. og 20. århundrede ved at undersøge, hvordan liv kunne transporteres til og fra Jorden. I 2009 Stephen Hawking gik ud over vores solsystem med ideen, da han foreslog, at "Livet kunne spredes fra planet til planet eller fra stjernesystem til stjernesystem, båret på meteorer."

Dr. Dimitri Veras, en astrofysiker ved University of Warwick i Storbritannien, og hovedforfatter til et nyt papir om emnet, siger, at "Inden for det sidste århundrede, [panspermia] har været fokuseret på livstransport i solsystemet, inklusive Jorden."

TRAPPIST-1 systemet, som er 41 lysår væk og inkluderer syv planeter pakket ind i en bane, der er mindre end Merkurs, ændrer denne jord-centrerede idé. TRAPPIST-1 solen er en ultra-cool rød dværg, så selvom de syv nærliggende planeter kredser tæt, de er muligvis alle stadig i den beboelige zone for livet, i varierende grad afhængigt af deres atmosfæres sammensætning. Det gør dem til en perfekt model til at udforske ideen om panspermia, ifølge Hawking, hvor som helst i universet.

Tre stadier

Men tilbage til vores solsystem, hvor "grundlaget for panspermi-relaterede processer er etableret, " ifølge Veras' papir. Det inkluderer beviser på, at liv kan overleve de tre stadier af at rejse fra en planet til en anden:indledende udstødning, rejsen gennem rummet mellem planeter, og påvirke en ny planet. Hver fase byder på udfordringer for livets overlevelse, selvfølgelig.

Veras ønskede at skabe et analytisk system til at kvantificere hver af disse dele for at skabe en bedre forståelse af helhedens sandsynlighed.

Han havde nogle oplysninger til at starte med:Mikrober kan muligvis overleve udstødning fra en planet med liv på den, som i tidligere undersøgelser, og endda en rejse gennem det interplanetariske rum, hvis de er afskærmet mod stråling og kulde. Mindre er kendt om, hvor godt en mikrobe, der udholdt rumrejser, kunne overleve påvirkning af en ny planet, hvilket ville være nødvendigt for, at liv kan fuldføre rejsen fra en planet til en anden.

Da påvirkning omfatter flere ukendte end udstødning og transit mellem planeter, Veras havde mindre detaljerede oplysninger at arbejde med i dette område af hans beregninger. "Re-entry-fysikken har kompleksiteter, der ikke er til stede med udstødnings- og rejsefaserne gennem rummet, " siger han. "F.eks. Friktionsopvarmning under genindtrængen kan føre til dannelsen af ​​en fusionsskorpe [det ydre lag af meteoritten, der smelter og ablaterer under atmosfærisk indtrængen] på meteorittens overflade."

Da det kom til at finde ud af, hvordan man beregner den vanskelige fysik ved atmosfærisk adgang til en ny planet, Veras fortæller til Astrobiology Magazine, at "Ligninger vedrørende indvirkningens fysik er allerede blevet etableret og brugt til solsystemapplikationer [så] vi konverterede dem til brug i et generelt ekstrasolsystem."

For at forstå sandsynligheden for, at udstødt materiale rejser fra en planet til en anden, Veras kombinerede sine ligninger til analyse som en måde at finde ud af hele systemet af panspermia, ikke kun dele af det.

"Som regel, dynamikken i panspermia studeres med numeriske simuleringer, imidlertid, disse kan være langsomme at køre og skal skræddersyes til et individuelt system, " siger Veras. "Alternativt, analyser er meget hurtigere at bruge og er generelle nok til at kunne anvendes på en lang række systemer."

Deler livet

Nu hvor der er et observerbart multiplanetsystem – TRAPPIST-1 – med mere end én verden i den beboelige zone, astrobiologer kan bruge disse analyser til at forstå sandsynligheden for, at liv bliver delt mellem planeter i disse lokaliteter uden for solen. Planeternes nærhed i dette nye system betyder, at chancen for at dele materiale er stor. Kan Veras' analyser garantere, at hvis livet begyndte på en af ​​planeterne, at liv så måske ikke eksisterer takket være panspermia på en given planet? Hans ligninger er ikke beregnet til at gøre det - Veras indrømmer, at de "ikke er nøjagtige, " men "giv en tilstrækkelig god tilnærmelse, "- men deres mål er snarere at give astrobiologer endnu et værktøj til at vurdere nye planetsystemer.

Amaya Moro-Martin, en astronom ved Space Telescope Science Institute i Maryland, som tidligere har udgivet en artikel om sandsynligheden for panspermia mellem forskellige planetsystemer, siger Veras' analyser er "Et imponerende stykke arbejde, der tager højde for en lang række fysiske processer, der er involveret i panspermi."

Ser frem til, Moro-Martin mener, at Veras' arbejde vil være nyttigt, når nye planetsystemer bliver opdaget. "Rammen, som den etablerer, vil hjælpe andre med at vurdere, om fra et dynamisk synspunkt, panspermi kunne have været mulig, givet systemets egenskaber, " hun siger.

Astrobiologer skal sikre, at de ikke begrænser livet til det, der allerede er kendt; rumvæsener kan se meget anderledes ud, end vi forventer. ""Vanskeligheden her er, at de eksperimenter, der tester overlevelse mod farerne ved det ydre rum og atmosfærisk indtrængen, vil være baseret på de organismer, vi er fortrolige med, og vi har ingen anelse om, hvordan ekstra-solar organismer kan se ud, " siger Moro-Martin, "hvilket åbner en fascinerende verden af ​​muligheder."

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NASAs Astrobiology Magazine. Udforsk Jorden og videre på www.astrobio.net.