Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Livet kan være svært at finde på en enkelt planet, men det kan være indlysende på tværs af mange verdener

Panspermia er ideen om, at liv spredes over hele galaksen, eller endda universet, af asteroider, kometer og endda mindre planeter. Kredit:NASA/Jenny Mottor

Hvis vi kunne opdage en klar, utvetydig biosignatur på blot en af ​​de tusindvis af exoplaneter, vi kender til, ville det være et enormt, spilskiftende øjeblik for menneskeheden. Men det er ekstremt svært. Vi er simpelthen ikke et sted, hvor vi kan være sikre på, at det, vi opdager, betyder, hvad vi tror eller endda håber, det gør.



Men hvad nu hvis vi så på mange potentielle verdener på én gang?

Det er antagelser, der plager os. Ethvert kemikalie, vi opdager i en exoplanetatmosfære, selv med den kraftfulde JWST, er ledsaget af et sæt antagelser. Vi ved simpelthen ikke nok endnu til, at det kan være anderledes. Dette sætter os i et vanskeligt sted i betragtning af omfanget af det spørgsmål, vi forsøger at besvare:er der liv hinsides Jorden?

"Et grundlæggende mål for astrobiologi er at opdage liv uden for Jorden," skriver forfatterne til et nyt papir. Den har titlen "An Agnostic Biosignature Based on Modeling Panspermia and Terraformation", og den er tilgængelig på preprint-siden arXiv . Forfatterne er Harrison B. Smith og Lana Sinapayen. Smith er fra Earth-Life Science Institute ved Tokyo Institute of Technology i Japan, og Sinapayen er fra Sony Computer Science Laboratories i Kyoto, Japan.

Det grundlæggende mål, som forfatterparret giver stemme til, er svært at nå. "Dette viser sig at være en usædvanlig udfordring uden for vores solsystem, hvor der skal laves stærke antagelser om, hvordan livet ville manifestere sig og interagere med dets planet," forklarer forfatterne.

Vi ved kun, hvordan Jordens biosfære fungerer, og vi er tilbage til at antage, hvilke ligheder der kan være med andre planeter. Vi har ikke nogen konsensus om, hvordan biosfærer kan fungere. Vi er ikke fuldstændig uvidende, da kemi og fysik gør nogle ting mulige og andre umulige. Men vi er ikke en autoritet på biosfærer.

Forskere er ret gode til at modellere ting og forsøge at generere nyttige svar, såvel som at generere relevante spørgsmål, som de måske ikke havde tænkt på uden modeller. I dette værk tog forfatterparret en anden tilgang til at forstå livet på andre verdener, og hvilken indsats vi kan gøre for at opdage det.

Denne figur fra undersøgelsen hjælper med at illustrere forfatternes arbejde. A viser et målplanetudvalg, hvor en indledende planet og dens sammensætning er tilfældigt udvalgt. Denne planet repræsenterer en terraformet moderplanet. B viser simuleringsforløbet, der begynder med den oprindelige moderplanet, og viser, hvordan nærliggende planeter vil blive terraformeret, så de passer bedre til moderplaneten. C viser, hvordan hver terraform planet vil bevare nogle af sine forskelle, omkring 10% i forskernes model. Billedkredit:Smith og Sinapayen, 2024

"Her udforsker vi en model af liv, der spredes mellem planetsystemer via panspermia og terraformation," skriver forfatterne. "Vores model viser, at når livet forplanter sig på tværs af galaksen, opstår der korrelationer mellem planetariske egenskaber og placering og kan fungere som en agnostisk biosignatur på populationsskala."

Ordet "agnostiker" er nøglen her. Det betyder, at de sigter efter at detektere en biosignatur, der er uafhængig af de antagelser, vi normalt er beklædt med. "Denne biosignatur er agnostisk, fordi den er uafhængig af stærke antagelser om en bestemt instansiering af liv eller planetkarakteristika - ved at fokusere på en specifik hypotese om, hvad liv kan gøre, snarere end hvad liv kan være," forklarer forfatterne.

Denne tilgang er anderledes. De analyserer planeter efter deres observerede karakteristika og grupperer dem derefter baseret på disse observationer. Derefter undersøger de selve klyngernes rumlige udstrækning. Det fører til en måde at prioritere individuelle planeter for deres potentiale til at rumme liv.

Panspermia og terraforming spiller nøgleroller. Vi ved, at sten kan rejse mellem verdener, og det kaldes lithopanspermi. Kraftige nedslag på Mars løftede klipper ud i rummet, hvoraf nogle til sidst faldt til Jorden. Hvis slumrende organismer som sporer kunne overleve rejsen, er det i det mindste muligt, at livet kan spredes på denne måde.

Terraforming er for det meste selvforklarende. Det er bestræbelserne på at konstruere en verden til at være mere beboelig. Hvis der er andre teknologiske, rumfarende civilisationer derude, er en nyttig arbejdsantagelse, at de i sidste ende vil terraforme andre verdener, hvis de varer længe nok. Under alle omstændigheder kan selv ikke-teknologisk liv målrettet ændre sit miljø. (Sidde og se bævere engang.)

Forfatterne gør en interessant pointe vedrørende panspermia og terraforming. De er begge ting, som livet allerede gør. "I sidste ende er vores postulater af panspermia og terraformation blot velforståede kendetegn ved liv (spredning via replikation og tilpasning med tovejs miljøfeedback), eskaleret til planetarisk skala og udført på en interstellar skala," skriver de.

Denne figur fra forskningen viser, hvordan simulerede terraformede planeter ville fremstå samlet på en graf. Dette er en projektion af 3D-planetplaceringer i 2D X-Y-planet og det tidligste tidstrin, hvor forskerne opdager en klynge af planeter, der opfylder deres udvælgelseskriterier. Ægte terraformede planeter har en blå udfyldning, mens planeter, der detekteres ved deres udvælgelsesmetode, har en rød kontur. Billedkredit:Smith og Sinapayen, 2024

Forfatternes model viser, at den måde, planeter er fordelt omkring stjerner, sammen med deres andre karakteristika, kunne være bevis på liv uden selv at forsøge at opdage kemiske biosignaturer. Dette er den agnostiske del af deres arbejde. Det er mere kraftfuldt end en en-planet-ad-gangen kamp for at opdage biosignaturer, lige så plaget som denne indsats er af antagelser. Enkelte planeter med detekterede biosignaturer kan altid bortforklares med noget unormalt. Men det er sværere at gøre i denne agnostiske metode.

"En hypotese om, at liv spredes via panspermia og terraformation, giver os mulighed for at søge efter biosignaturer, mens vi giver afkald på stærke antagelser om ikke kun livets ejendommeligheder (f.eks. dets metabolisme) og planetariske beboelighed (f.eks. kræver flydende overfladevand), men endda den potentielle bredde af struktur og kemisk kompleksitet, der understøtter levende systemer," forklarer forfatterne.

Vi er vant til at tænke på specifikke kemikalier, og de typer atmosfærer exoplaneter har for at bestemme tilstedeværelsen af ​​biosignaturer. Men sådan fungerer det ikke. Denne model er agnostisk, så det handler ikke rigtig om specifikke kemiske biosignaturer. Det handler mere om de mønstre og klynger, vi kunne opdage i populationer af planeter, der kunne signalere tilstedeværelsen af ​​liv via panspermia og terraforming.

Terraformede planeter kan identificeres ud fra deres klynger, hævder forfatterne. Det er fordi, når de er terraformede, skal planeterne afspejle den oprindelige planet.

Der er hindringer for denne metode, der begrænser dens anvendelighed og implementering. Ifølge forfatterne er de nødt til at identificere "... specifikke måder, hvorpå en bedre forståelse af astrofysiske og planetariske processer ville forbedre vores evne til at opdage liv."

Men selv uden flere detaljer er metoden tankevækkende og kreativ. I sidste ende førte forfatternes model og metode til en ny måde at tænke på livets hierarkier, og hvordan disse hierarkier kan kopieres på andre planeter.

Hvis denne metode er styrket og mere fuldt udviklet, hvem ved, hvad den kan føre til?

Flere oplysninger: Harrison B. Smith et al., An Agnostic Biosignature Based on Modeling Panspermia and Terraformation, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.14195

Journaloplysninger: arXiv

Leveret af Universe Today




Sidste artikel

Næste artikel

Varme artikler
Sprog: French | Italian | Spanish | Portuguese | Swedish | German | Dutch | Danish | Norway |

Videnskab © https://da.scienceaq.com