A földön kívüli élet vadászatában a tudósok hajlamosak az úgynevezett „alacsony függeszkedésű gyümölcs megközelítés” néven viselkedni. Ez abból áll, hogy olyan körülményeket kell keresni, amelyek hasonlóak a Földön tapasztaltakhoz, beleértve az oxigént, a szerves molekulákat és a sok folyékony vizet. Érdekes módon néhány olyan hely, ahol ezek az alkotóelemek bőségesen előfordulnak, tartalmaznak olyan jeges holdok belső tereit, mint például az Europa, a Ganymede, az Enceladus és a Titan.
Míg a Naprendszerünkben csak egy földi bolygó van, amely képes az élet támogatására (Föld), több „óceánvilág” létezik, mint ezek a holdok. Haladunk egy lépéssel tovább, a Harvard Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) kutatói egy olyan tanulmányt készítettek, amely megmutatta, hogy a belső óceánokkal potenciálisan lakható jeges holdok valószínűbben valószínűbbek, mint az univerzum szárazföldi bolygói.
A „Suburface Exolife” címû tanulmányt Manasvi Lingam és Abraham Loeb végezte el a Harvard Smithsonain Asztrofizikai Központból (CfA) és a Harvard Egyetem Elméleti és Számítási Intézetébõl (ITC). Vizsgálataik érdekében a szerzők mindazokat figyelembe veszik, amelyek meghatározzák a körkörös lakhatósági övezetet (más néven „Goldilocks Zone”) és annak valószínűségét, hogy a holdok beljebb élnek a belső óceánokkal.
Először Lingam és Loeb foglalkozik azzal a tendenciával, hogy összekeverik a lakhatósági övezeteket a lakhatósággal, vagy hogy a két fogalmat felcserélhetőként kezeljék. Például a HZ-en belüli bolygók nem feltétlenül képesek az élet fenntartására - ebben a tekintetben a Mars és a Vénusz tökéletes példák. Míg a Mars túl hideg és a levegő túl vékony ahhoz, hogy támogassa az életet, a Vénusz elszivárgott üvegházhatást szenvedett, mely miatt forró, pokolias hely lett.
Másrészt azt találták, hogy a HZ-n kívül elhelyezkedő testek képesek folyékony vízre és az élet megteremtéséhez szükséges összetevőkre. Ebben az esetben az Európa, a Ganymede, az Enceladus, a Dione, a Titan és még sok más holdjai tökéletes példák. A víz és a geotermikus hőmegállapodásnak az árapály erõi által okozott elterjedtségének köszönhetõen mindegyik holdnak van bennük olyan óceánja, amely nagyon jól támogassa az életet.
Mint Lingam, az ITC és a CfA posztdoktori kutatója, valamint a tanulmány vezető szerzője, e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„A bolygó életképességének szokásos fogalma az élőhely (HZ), nevezetesen az a koncepció, hogy a„ bolygónak ”a csillagtól megfelelő távolságra kell elhelyezkednie, hogy folyékony víz legyen a felületén. Ez a meghatározás azonban azt feltételezi, hogy az élet: (a) felszíni alapon b) egy csillagot keringõ bolygón áll, és c) folyékony víz (mint oldószer) és szénvegyületek alapja. Ezzel szemben munkánk enyhíti az a) és b) feltételezéseket, bár továbbra is megtartjuk c) pontját. ”
Mint ilyen, Lingam és Loeb kibővíti az alkalmazhatóság mérlegelését olyan világokkal, amelyek felszín alatti bioszféra lehetnek. Az ilyen környezetek túlmutatnak az olyan jeges holdakon, mint az Europa és az Enceladus, és sok más típusú mély föld alatti környezetet is magukban foglalhatnak. Ráadásul azt is feltételezték, hogy létezhet élet a Titán metán tavakban (azaz metanogén organizmusokban). Lingam és Loeb azonban inkább jeges holdokra összpontosított.
„Annak ellenére, hogy figyelembe vesszük a felszín alatti óceánokban az életet a jég / szikla borítékok alatt, az élet létezhet a felszín alatti hidratált kőzetekben is (azaz vízzel); az utóbbi néha föld alatti életnek is nevezik ”- mondta Lingam. „Nem mélyült be a második lehetőségbe, mivel a felszín alatti óceánokra vonatkozó sok következtetés (de nem mindegyik) vonatkozik ezekre a világokra is. Hasonlóképpen, amint azt fentebb megjegyeztük, nem tekintjük egzotikus vegyszerekre és oldószerekre alapozott életformákat, mivel ezek tulajdonságait nem könnyű megjósolni. "
Végül Lingam és Loeb úgy döntött, hogy olyan világokra összpontosít, amelyek csillagokat keringnek és valószínűleg felszín alatti élettartamot fognak felismerni. Ezután megvizsgálták annak valószínűségét, hogy az ilyen testek lakhatóak-e, milyen előnyökkel és kihívásokkal kell szembenéznie az életnek ezekben a környezetekben, valamint annak valószínűségét, hogy az ilyen világok léteznek-e a Naprendszerünkön kívül (a potenciálisan lakható földi bolygókkal összehasonlítva).
A kezdők számára az „óceáni világok” számos előnnyel járnak az élet támogatása szempontjából. A jovi-rendszeren (Jupiter és holdjai) a sugárzás komoly problémát jelent, melynek eredményeként a töltött részecskék csapdába esnek a gáz óriások hatalmas mágneses mezőjében. A hold és a hold nehéz légkörei között az életnek nagyon nehéz lenne túlélni a felszínen, de a jég alatti élet sokkal jobb lenne.
"A jeges világok egyik fő előnye, hogy a felszín alatti óceánok nagyrészt le vannak zárva a felszínről" - mondta Lingam. "Ezért az ultraibolya sugárzás és a kozmikus sugarak (energetikai részecskék), amelyek nagy adagokban általában károsak a felszíni életre, valószínűleg nem befolyásolják a felszín alatti óceánok feltételezett életét."
„Negatív oldalról - folytatta -, a napfény, mint bőséges energiaforrás hiánya olyan bioszféra kialakulásához vezethet, amelyben sokkal kevesebb organizmus van jelen (térfogatra vonatkoztatva), mint a Földön. Ezen felül ezekben a bioszférákban a legtöbb organizmus valószínűleg mikrobiális, és a komplex élet kialakulásának valószínűsége alacsony lehet a Földhez viszonyítva. Egy másik kérdés az élethez szükséges tápanyagok (például foszfor) rendelkezésre állása; javasoljuk, hogy ezek a tápanyagok ezekben a világokban csak alacsonyabb koncentrációban érhetők el, mint a Föld. ”
Végül Lingam és Loeb megállapította, hogy közepes vastagságú jéghéjakkal rendelkező világok széles köre létezhet az egész kozmoszban az élőhelyek széles skáláján. Az ilyen világok statisztikai valószínűsége alapján arra a következtetésre jutottak, hogy az olyan „óceáni világok”, mint az Europa, az Enceladus és mások, mintegy 1000-szer gyakoribbak, mint a sziklás bolygók, amelyek a csillagok HZ-jén vannak.
Ezeknek az eredményeknek drasztikus következményei vannak a földön kívüli és a napfény nélküli élet keresésében. Ez jelentős hatással van arra is, hogy az élet hogyan oszlik meg az Univerzumon keresztül. Amint Lingam összefoglalta:
„Megállapítottuk, hogy ezen a világon az élet kétségkívül figyelemre méltó kihívásokkal néz szembe. Másrészt azonban nincs olyan határozott tényező, amely megakadályozza az élet (különösen a mikrobiális élet) kialakulását ezen a bolygón és holdon. A panspermia szempontjából fontolóra vettük annak lehetőségét, hogy egy szabadon lebegő bolygót, amely felszín alatti exolifit tartalmaz, átmenetileg „elfoghatja” egy csillag, és hogy más bolygók (az adott csillag körüli körüli körüli körüli körüli) bolygóját vetheti életébe. Mivel sok változóról van szó, nem mindegyiket lehet pontosan számszerűsíteni. "
Leob professzor - Frank B. Baird Jr, a Harvard Egyetem tudományos professzora, az ITC igazgatója és a tanulmány társszerzője - hozzátette, hogy az élet példáinak megtalálása saját kihívásokkal jár. Ahogy azt a Space Magazine e-mailben mondta:
„A felszín alatti élet távolról (nagy távolságból) távcsövekkel történő kimutatása nagyon nehéz. Meg lehet keresni a fölösleges hőt, de ezt természetes források, például vulkánok okozhatják. A felszín alatti élet megtalálásának legmegbízhatóbb módja egy ilyen bolygón vagy holdon való leszállás, és a felszíni jégtakaró fúrása. Ezt a megközelítést veszik fontolóra a NASA jövőbeli, a Naprendszerben Európába irányuló missziója számára. ”
Lingam és Loeb azt is megvizsgálta, hogy mi történhet, ha egy Földhez hasonló bolygót kiengednek a Naprendszerből a panspermia következményeivel kapcsolatban. Mint a tanulmányukban megjegyzik, a korábbi kutatások rámutattak, hogy a vastag atmoszférájú bolygók vagy a felszín alatti óceánok miként tudják továbbra is támogatni az életet, miközben csillagközi térben úsznak. Amint Loeb elmagyarázta, azt is megfontolták, mi történne, ha valaha ez megtörténne a Földdel:
Érdekes kérdés, hogy mi történne a Földdel, ha azt a Naprendszerből hideg helyre bocsátják, anélkül, hogy a Nap felmelegítené. Megállapítottuk, hogy az óceánok 4,4 kilométer mélyre fagynak le, de folyékony víz zsebek maradnak fenn a Föld óceánjának legmélyebb pontjain, például a Mariana-árokban, és az élet fennmaradhat a fennmaradó felszíni tavakban. Ez azt jelenti, hogy a felszín alatti élet átvihető a bolygórendszerek között. ”
Ez a tanulmány arra is emlékeztetõként szolgál, hogy mivel az emberiség jobban felfedezi a Naprendszert (elsõsorban a földön kívüli élet megtalálása érdekében), amire utalunk, az az univerzum többi részén folytatott élet vadászatára is hatással van. Ez az „alacsonyan lógó gyümölcs” megközelítés egyik előnye. Amit nem tudunk, az informált, de mit csinálunk, és amit találunk, az segít felvilágosítani elvárásainkat abban, amit még találhatunk.
És természetesen egy nagyon hatalmas világegyetem van odakint. Amit valószínűleg messze túlmutatunk azon, amit jelenleg képesek felismerni!
