Dana 19. oktobra 2017. godine, astronomi su sa istraživanjem Pan-STARRS otkrili međuzvezdani objekat (ISO) koji je prvi put prošao kroz naš Sunčev sistem. Objekat, poznat kao 1I/2017 U1 Oumuamua, podstakao je značajnu naučnu debatu i i danas je kontroverzan.
Jedna stvar oko koje su se svi mogli složiti je da je detekcija ovog objekta pokazala da ISO redovno ulaze u naš Sunčev sistem. Štaviše, kasnija istraživanja su otkrila da, povremeno, neki od ovih objekata dolaze na Zemlju kao meteoriti i udaraju na površinu.
Ovo postavlja veoma važno pitanje: ako su ISO-i dolazili na Zemlju milijardama godina, da li je moguće da su sa sobom doneli sastojke za život?
U nedavnom radu, tim istraživača je razmatrao implikacije ISO-a koji su odgovorni za panspermiju – teoriju da seme života postoji u celom Univerzumu i da je distribuirano asteroidima, kometama i drugim nebeskim objektima.
Prema njihovim rezultatima, ISO-ovi potencijalno mogu da zaseju stotine hiljada (ili možda milijardi) planeta sličnih Zemlji širom Mlečnog puta.
Tim je predvodio David Cao, stariji učenik na Tomas Džeferson srednjoj školi za nauku i tehnologiju (TJSST). Pridružili su mu se Peter Plavčan, vanredni profesor fizike i astronomije na Univerzitetu Džordž Mejson (GMU) i direktor Mejson opservatorija, i Majkl Samers, profesor astrofizike i planetarne nauke na GMU.
Njihov rad, „Implikacije ‘Oumuamua na Panspermiju“, nedavno se pojavio na mreži i pregledan je za objavljivanje od strane Američkog astronomskog društva (AAS).
Ukratko da rezimiramo, panspermija je teorija da su život na Zemlju uneli objekti iz međuzvezdanog medija (ISM). Prema ovoj teoriji, ovaj život je imao oblik ekstremofilnih bakterija sposobnih da prežive teške uslove svemira.
Kroz ovaj proces, život se distribuira po kosmosu dok objekti prolaze kroz ISM dok ne stignu i utiču na potencijalno nastanjive planete. Ovo čini panspermiju bitno različitom od konkurentskih teorija o tome kako je život na Zemlji počeo (aka. abiogeneza), od kojih je najšire prihvaćena hipoteza RNK sveta.
Ova hipoteza kaže da je RNK prethodila DNK i proteinima u evoluciji, što je na kraju dovelo do prvog života na Zemlji (tj., koji je nastao autohtono).
Ali kao što je Cao rekao Universe Todai putem e-pošte, panspermiju je teško proceniti:
„Panspermiju je teško proceniti jer zahteva toliko različitih faktora koji treba da budu uključeni, od kojih su mnogi neograničeni i nepoznati. Na primer, moramo razmotriti fiziku koja stoji iza panspermije (koliko se objekata sudarilo sa Zemljom pre najranijih fosilizovanih dokaza). za život?), biološki faktori (mogu li ekstremofili da izdrže supernova gama zračenje?), itd.
„Pored svakog od ovih faktora postoje pitanja na koja još uvek nemamo odgovore ili ne možemo efikasno modelirati, na primer, broj ekstremofila koji zaista stignu do Zemlje čak i ako se neki objekat koji nosi život sudario sa Zemljom, i verovatnoća da život zapravo može da počne od stranih ekstremofila. Skup ovih faktora, zajedno sa mnogim drugim, kao što su promenljiva stopa formiranja zvezda i nedavno otkrivanje nekoliko lažnih slobodno plutajućih planeta, čini panspermiju teškom za procenu, a samim tim i našu shvatanje verodostojnosti panspermije se stalno menja“.
Otkrivanje Oumuamue 2017. predstavljalo je veliku prekretnicu za astronomiju, jer je to bio prvi put da je uočen ISO.
Činjenica da je uopšte otkriven ukazuje na to da su takvi objekti statistički značajni u Univerzumu i da su ISO verovatno redovno prolazili kroz Sunčev sistem (od kojih su neki verovatno još uvek ovde).
Dve godine kasnije, drugi ISO je otkriven kako ulazi u Sunčev sistem (2I/Borisov), osim što ovaj put nije bilo misterije o njegovoj prirodi. Dok se približavao našem Suncu, 2I/Borisov je formirao rep, što ukazuje da je u pitanju kometa.
Naknadna istraživanja su pokazala da neki od ovih objekata postaju meteoriti koji udaraju na površinu Zemlje, a neki su čak i identifikovani. Ovo uključuje CNEOS 2014-01-08, meteor koji se srušio u Tihi okean 2014. godine (i bio je predmet proučavanja projekta Galileo).
Kako je Cao objasnio, otkrivanje ovih međuzvezdanih posetilaca takođe ima implikacije na panspermiju i tekuću debatu o poreklu života na Zemlji:
„Oumuamua služi kao nova tačka podataka za modele panspermije, jer možemo da koristimo njena fizička svojstva, posebno njegovu masu, veličinu (sferični radijus) i podrazumevanu ISM gustinu brojeva, da modelujemo gustinu brojeva i gustinu mase objekata u međuzvezdanom mediju. Ovi modeli nam omogućavaju da procenimo gustinu fluksa i fluks mase objekata u međuzvezdanom mediju i, pomoću ovih modela, možemo aproksimirati ukupan broj objekata koji su uticali na Zemlju tokom 0,8 milijardi godina (što je pretpostavljeni vremenski period između Zemljinog formiranje i najraniji dokaz za život).
„Poznavanje ukupnog broja sudara na Zemlji tokom tog perioda od 0,8 milijardi godina je od vitalnog značaja za panspermiju, jer bi veći broj sudara sa međuzvezdanim objektima tokom tog perioda implicirao veću verovatnoću za panspermiju.
„Ukratko, fizička svojstva međuzvezdane ‘Oumuamue omogućavaju stvaranje matematičkih modela koji određuju verodostojnost panspermije.
Pored matematičkih modela koji razmatraju fiziku koja stoji iza panspermije – tj. gustina broja, gustina mase, događaji ukupnog udara, itd. – Cao i njegove kolege su primenili biološki model koji opisuje minimalnu veličinu objekta potrebnu da zaštiti ekstremofile od astrofizičkih događaja ( supernove, eksplozije gama zraka, udari velikih asteroida, zvezde u prolazu itd.).
Kao što je rečeno u prethodnom članku, nedavna istraživanja su pokazala da kosmički zraci erodiraju sve osim najvećih ISO pre nego što stignu do drugog sistema.
Ova dodatna razmatranja na kraju utiču na broj objekata koji će uticati na Zemlju (koji nisu sterilisani astrofizičkim izvorima) i na verodostojnost panspermije.
„Da bismo dobili minimalnu veličinu objekta, primenili smo različite modele, na primer, metod pakovanja sfere da bismo dali grubu procenu udaljenosti izbacivanja do najbližeg progenitora supernove (koristeći Orion A, gusto zvezdano jato, kao naš model) , gama zračenje koje stiže do tog izbacivanja i koeficijent slabljenja (koliko zračenja apsorbuje izbacivanje) na osnovu najverovatnijeg hemijskog sastava izbacivanja (vodeni led)“, rekao je Cao.
Na osnovu svojih kombinovanih fizičkih i bioloških modela, tim je izveo procene o broju izbačaja koji su pogodili Zemlju pre nego što se život pojavio. Prema najstarijim fosilizovanim dokazima pronađenim u zapadnoj Australiji (od stena koje datiraju iz Arhejskog eona), najraniji oblici života su se pojavili oko. pre 3,5 milijardi godina. Cao je rekao:
„Zaključujemo da je maksimalna verovatnoća da je panspermija izazvala život na Zemlji reda veličine 10-5, ili 0,001 odsto. Iako se ova verovatnoća čini niskom, pod najoptimističnijim uslovima, potencijalno 4×109 ukupnih egzoplaneta pogodnih za život postoji u naša Galaksija, što bi moglo da ukaže na ukupno 104 nastanjiva sveta u kojima se nalazi život.
„Pored toga, ograničili smo našu analizu na prvih 0,8 milijardi godina istorije Zemlje pre najranijih fosilizovanih dokaza o životu, ali zato što život može biti zasejan u bilo kom trenutku života planete, a planete imaju znatno duži životni vek pogodan za život (do 5 -10 milijardi godina), povećali smo našu procenu za ukupan broj naseljivih svetova u kojima se nalazi život u našoj galaksiji za jedan red veličine.“
Iz ovoga su Cao i njegove kolege dobili konačan rezultat od oko 105 naseljivih planeta koje bi mogle da sadrže život u našoj galaksiji. Međutim, ove procene su zasnovane na najoptimističnijim projekcijama u pogledu planetarne nastanjivosti.
Drugim rečima, pretpostavlja se da su sve stenovite planete veličine Zemlje koje kruže u naseljivim zonama sposobne da podržavaju život, što znači da imaju gustu atmosferu, magnetna polja, tečnu vodu na svojim površinama i sve životne izbačene materije koje prežive ulaskom u našu atmosferu. sposoban da deponuje mikrobe na površini.
Kao što je Cao rezimirao, njihovi rezultati ne dokazuju panspermiju niti rešavaju debatu o poreklu života ovde na Zemlji. Ipak, oni pružaju dragocen uvid i ograničavaju mogućnost da je život došao ovde preko objekata kao što je ‘Oumuamua.
Bez obzira na sve, ovi nalazi će verovatno imati značajne implikacije na astrobiologiju, koja postaje sve raznovrsnija oblast:
„Mi uključujemo fiziku, biologiju i hemiju u proučavanje panspermije kao porekla života, i retko je da imamo tako raznolik spektar tema u jednoj istraživačkoj oblasti. Mislim da astrobiologija teži da postane interdisciplinarna, što verujem da je pozitivan trend jer bi omogućio stručnjacima svih profila da unaprede astrobiologiju.
„Naše istraživanje može doprineti ovom trendu. U smislu naših nalaza o panspermiji, verovatnoća da je panspermija izazvala život na Zemlji je malo verovatna, ali broj planeta u naseljivim zonama koje sadrže život u našoj galaksiji je znatno veći.
„Buduće studije astrobiologije mogu koristiti ove nalaze da bi se nadovezale na naše istraživanje o panspermiji. Međutim, mi ne uključujemo ili čak ne znamo sve faktore koji mogu uticati na verodostojnost panspermije.
„Verujem da naši nalazi otvaraju nove linije istraživanja za buduće studije panspermije koje će se nadograđivati ažuriranjem naših modela ili uključivanjem dodatnih faktora.
„Jedna potencijalna oblast proučavanja ako pronađemo dokaze za život na drugim svetovima u budućnosti, bilo u našem Sunčevom sistemu ili putem biosignatura u atmosferama egzoplaneta, jeste da razmotrimo eksperimentalne i opservacione testove kako bismo napravili razliku između života koji je stigao mehanizmom panspermije ili život koji je evoluirao i nastao nezavisno“.
