Przez prawie dwa stulecia naukowcy twierdzili, że życie może być rozmieszczone w całym wszechświecie przez meteoroidy, asteroidy, planetoidy i inne obiekty astronomiczne. Teoria ta, znana jako Panspermia, opiera się na idei, że mikroorganizmy i chemiczne prekursory życia są w stanie przetrwać w transporcie z jednego układu gwiazd do drugiego.
Rozwijając tę teorię, zespół naukowców z Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) przeprowadził badanie, w którym rozważano, czy panspermia może być możliwa w skali galaktycznej. Zgodnie z modelem, który stworzyli, ustalili, że cała Droga Mleczna (a nawet inne galaktyki) mogą wymieniać elementy niezbędne do życia.
Badanie „Galactic Panspermia” niedawno pojawiło się w Internecie i jest recenzowane do publikacji przez Miesięczne zawiadomienia Royal Astronomical Society. Badanie było prowadzone przez Idana Ginsburga, wizytującego naukowca w Instytucie Teorii i Obliczeń CfA (ITC), i obejmowało Manasvi Lingama i Abrahama Loeba - naukowca z tytułem doktora ITC oraz dyrektora ITC i przewodniczącego Frank B. Bairda Jr. of Science na Uniwersytecie Harvarda, odpowiednio.
Jak wskazują badania, większość wcześniejszych badań nad panspermią koncentrowała się na tym, czy życie można było rozłożyć za pośrednictwem Układu Słonecznego czy sąsiednich gwiazd. Mówiąc dokładniej, badania te dotyczyły możliwości przeniesienia życia między Marsem a Ziemią (lub innymi ciałami słonecznymi) za pośrednictwem asteroid lub meteorytów. Ze względu na swoje badania Ginsburg i jego koledzy zarzucili szerszą sieć, patrząc na Galaktykę Drogi Mlecznej i nie tylko.
Jak dr Loeb powiedział Space Magazine za pośrednictwem poczty elektronicznej, inspiracją do tego badania był pierwszy znany międzygwiezdny gość naszego Układu Słonecznego - asteroida „Oumuamua:
„Po tym odkryciu Manasvi Lingam i ja napisaliśmy artykuł, w którym pokazaliśmy, że obiekty międzygwiezdne, takie jak„ Oumuamua, mogą zostać uchwycone przez ich oddziaływanie grawitacyjne z Jowiszem i Słońcem. Układ Słoneczny działa jak grawitacyjna „sieć rybacka”, która zawiera tysiące powiązanych międzygwiezdnych obiektów tej wielkości w danym momencie. Te powiązane obiekty międzygwiezdne mogłyby potencjalnie zasadzić życie z innego układu planetarnego i w Układzie Słonecznym. Skuteczność sieci rybackiej jest większa w przypadku układu podwójnego gwiezdnego, takiego jak pobliskie Alpha Centauri A i B, które mogą uchwycić obiekty tak duże jak Ziemia podczas ich życia. ”
„Spodziewamy się, że większość obiektów będzie prawdopodobnie kamienista, ale w zasadzie mogą one mieć także charakter lodowaty (kometarny)”, dodał Ginsburg. „Niezależnie od tego, czy są skaliste, czy lodowe, można je wyrzucić z systemu gospodarza i podróżować w odległości tysięcy lat świetlnych. W szczególności środek galaktyki może działać jak potężny silnik do zalania Drogi Mlecznej. ”
Badanie opiera się na wcześniejszych badaniach przeprowadzonych przez Ginsburga, Loeba i Gary'ego A. Wegnera z Wilder Lab w Dartmouth College. W badaniu z 2016 r. Opublikowanym w Miesięczne zawiadomienia Royal Astronomical Societyzasugerowali, że środek Drogi Mlecznej może być instrumentem, przez który gwiazdy hiperszybkości są wyrzucane z układu podwójnego, a następnie przechwytywane przez inny układ.
Na potrzeby tego badania zespół stworzył model analityczny, aby określić, jak prawdopodobne jest, że obiekty są wymieniane między układami gwiezdnymi w skali galaktycznej. Jak wyjaśnił Loeb:
„W nowej pracy obliczyliśmy, ile skalistych obiektów wyrzuconych z jednego układu planetarnego może zostać uwięzionych przez inny w całej galaktyce Drogi Mlecznej. Jeśli życie przetrwa milion lat, może istnieć ponad milion obiektów wielkości Oumuamua, które są przechwytywane przez inny system i mogą przenosić życie między gwiazdami. Dlatego panspermia nie ogranicza się wyłącznie do skal wielkości Układu Słonecznego, a cała Droga Mleczna mogłaby potencjalnie wymieniać komponenty biotyczne na duże odległości. ”
„Nasz model fizyczny obliczył szybkość przechwytywania obiektów w Drodze Mlecznej, które silnie zależą od prędkości i czasu życia wszelkich organizmów, które mogą podróżować po obiekcie”, dodał Ginsburg. „Nikt wcześniej nie dokonywał takich obliczeń i uważamy, że jest to dość nowatorskie i ekscytujące”.
Na podstawie tego odkryli, że możliwość galaktycznej panspermii sprowadza się do kilku zmiennych. Po pierwsze, szybkość przechwytywania obiektów wyrzucanych z układów planetarnych zależy od rozproszenia prędkości, a także od wielkości przechwyconego obiektu. Po drugie, prawdopodobieństwo, że życie może być rozdzielone z jednego systemu do drugiego, jest silnie uzależnione od czasu przeżycia organizmów.
Jednak w końcu odkryli, że nawet w najgorszych przypadkach cała Droga Mleczna może wymieniać składniki biotyczne na duże odległości. Krótko mówiąc, ustalili, że panspermia jest żywotna w skali galaktycznej, a nawet między galaktykami. Jak powiedział Ginsburg:
„Mniejsze obiekty są częściej chwytane. Jeśli weźmiemy na przykład księżyc Saturna Enceladusa (który sam w sobie jest bardzo interesujący), szacujemy, że aż 100 milionów takich noszących życie obiektów mogło podróżować z jednego systemu do drugiego! Ponownie uważam, że ważne jest, aby pamiętać, że nasze obliczenia dotyczą przedmiotów noszących życie ”.
Badanie potwierdza również możliwy wniosek z dwóch wcześniejszych badań przeprowadzonych przez Loeba i Jamesa Guillochona (Einstein Fellow z ITC) w 2014 roku. W pierwszym badaniu Loeb i Guillochon prześledzili obecność gwiazd hiperszybkości (HVS) do połączeń galaktycznych , co spowodowało, że opuścili swoje galaktyki z prędkościami półrelatywistycznymi - od jednej dziesiątej do jednej trzeciej prędkości światła.
W drugim badaniu Guillochon i Loeb ustalili, że w przestrzeni międzygalaktycznej jest około biliona HVS i że gwiazdy o nadpobudliwości mogą przynieść ze sobą swoje układy planetarne. Systemy te byłyby zatem zdolne do rozprzestrzeniania życia (które może nawet przybrać formę zaawansowanych cywilizacji) z jednej galaktyki do drugiej.
„Zasadniczo życie można nawet przenosić między galaktykami, ponieważ niektóre gwiazdy uciekają z Drogi Mlecznej” - powiedział Loeb. „Kilka lat temu pokazaliśmy z Guillochonem, że Wszechświat jest pełen morza gwiazd, które zostały wyrzucone z galaktyk z prędkością do ułamka prędkości światła przez pary masywnych czarnych dziur (powstających podczas łączenia się galaktyk), które działają jak proce. Te gwiazdy mogłyby potencjalnie przenosić życie w całym Wszechświecie. ”
Na obecnym etapie badania z pewnością będą miały ogromny wpływ na nasze rozumienie życia, jakie znamy. Zamiast przybywać na Ziemię meteorytem, być może z Marsa lub z innego miejsca w Układzie Słonecznym, niezbędne elementy życia mogą przybyć na Ziemię z innego układu gwiezdnego (lub innej galaktyki).
Być może kiedyś napotkamy życie poza naszym Układem Słonecznym, które przypomina pewne nasze, przynajmniej na poziomie genetycznym. Być może możemy natknąć się na niektóre zaawansowane gatunki, które są odległymi (bardzo odległymi) krewnymi i wspólnie zastanawiają się, skąd pochodzą podstawowe składniki, które umożliwiły nam wszystkim.
