Γαλαξιακή Πανσπερμία: Η διαστρική σκόνη θα μπορούσε να μεταφέρει τη ζωή από το αστέρι στο αστέρι
Η θεωρία της Πανσπερμίας δηλώνει ότι η ζωή υπάρχει μέσω του σύμπαντος, και κατανέμεται μεταξύ πλανητών, αστεριών και ακόμη και γαλαξιών από αστεροειδείς, κομήτες, μετεωρίτες και πλανητοειδή. Από αυτή την άποψη, η ζωή ξεκίνησε στη Γη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, αφού οι μικροοργανισμοί που έκαναν μια βόλτα με διαστημικούς βράχους προσγειώθηκαν στην επιφάνεια. Με τα χρόνια, σημαντική έρευνα έχει αφιερωθεί για να αποδειχθεί ότι οι διάφορες πτυχές αυτής της θεωρίας λειτουργούν.
Η τελευταία προέρχεται από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, όπου ο καθηγητής Arjun Berera προσφέρει μια άλλη πιθανή μέθοδο για τη μεταφορά μορίων που φέρουν ζωή. Σύμφωνα με τα δικά του πρόσφατη μελέτη , η διαστημική σκόνη που έρχεται περιοδικά σε επαφή με την ατμόσφαιρα της Γης θα μπορούσε να είναι αυτή που έφερε ζωή στον κόσμο μας πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Εάν ισχύει, αυτός ο ίδιος μηχανισμός θα μπορούσε να είναι υπεύθυνος για τη διανομή της ζωής σε όλο το Σύμπαν.
Για χάρη της μελέτης του, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στοΑστροβιολογίαυπό τον τίτλο ' Οι συγκρούσεις διαστημικής σκόνης ως πλανητικός μηχανισμός διαφυγής ', ο καθηγητής Berera εξέτασε την πιθανότητα η διαστημική σκόνη να διευκολύνει τη διαφυγή σωματιδίων από την ατμόσφαιρα της Γης. Αυτά περιλαμβάνουν μόρια που υποδεικνύουν την παρουσία ζωής στη Γη (γνωστός και ως biosignatures), αλλά και μικροβιακή ζωή και μόρια που είναι απαραίτητα για τη ζωή.
Η θεωρία της Πανσπερμίας δηλώνει ότι η ζωή κατανέμεται σε όλο το Σύμπαν από μικρόβια που ταξιδεύουν σε αντικείμενα μεταξύ των αστρικών συστημάτων. Πίστωση: NASA/Jenny Mottor
Ταχέως κινούμενες ροές διαπλανητικής σκόνης επηρεάζουν την ατμόσφαιρά μας σε τακτική βάση, με ρυθμό περίπου 100.000 kg (110 τόνοι) την ημέρα. Αυτή η σκόνη κυμαίνεται σε μάζα από 10-18έως 1 γραμμάριο και μπορεί να φτάσει ταχύτητες από 10 έως 70 km/s (6,21 έως 43,49 mps). Ως αποτέλεσμα, αυτή η σκόνη είναι ικανή να προσκρούσει στη Γη με αρκετή ενέργεια για να εκτοξεύσει μόρια από την ατμόσφαιρα και στο διάστημα.
Αυτά τα μόρια θα αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από εκείνα που υπάρχουν στη θερμόσφαιρα. Σε αυτό το επίπεδο, αυτά τα σωματίδια θα αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από χημικά διαχωρισμένα στοιχεία, όπως το μοριακό άζωτο και το οξυγόνο. Αλλά ακόμη και σε αυτό το μεγάλο υψόμετρο, είναι επίσης γνωστό ότι υπάρχουν μεγαλύτερα σωματίδια - όπως αυτά που είναι ικανά να φιλοξενούν βακτήρια ή οργανικά μόρια. Όπως αναφέρει ο Δρ Μπερέρα στη μελέτη του:
«Για τα σωματίδια που σχηματίζουν τη θερμόσφαιρα ή πάνω ή φτάνουν εκεί από το έδαφος, εάν συγκρουστούν με αυτή τη διαστημική σκόνη, μπορούν να μετατοπιστούν, να αλλοιωθούν στη μορφή ή να μεταφερθούν από την εισερχόμενη διαστημική σκόνη. Αυτό μπορεί να έχει συνέπειες για τον καιρό και τον άνεμο, αλλά το πιο ενδιαφέρον και το επίκεντρο αυτής της εργασίας είναι η πιθανότητα τέτοιες συγκρούσεις να δώσουν στα σωματίδια στην ατμόσφαιρα την απαραίτητη ταχύτητα διαφυγής και ανοδική τροχιά για να ξεφύγουν από τη βαρύτητα της Γης».
Φυσικά, η διαδικασία των μορίων που διαφεύγουν από την ατμόσφαιρά μας παρουσιάζει ορισμένες δυσκολίες. Για αρχή, απαιτεί να υπάρχει αρκετή δύναμη προς τα πάνω που να μπορεί να επιταχύνει αυτά τα σωματίδια για να ξεφύγουν από τις ταχύτητες ταχύτητας. Δεύτερον, εάν αυτά τα σωματίδια επιταχυνθούν από πολύ χαμηλό υψόμετρο (δηλαδή στη στρατόσφαιρα ή κάτω), η ατμοσφαιρική πυκνότητα θα είναι αρκετά υψηλή ώστε να δημιουργήσει δυνάμεις έλξης που θα επιβραδύνουν τα σωματίδια που κινούνται προς τα πάνω.
Φωτογραφία ενός σέλας που τραβήχτηκε από τον αστροναύτη Doug Wheelock από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό στις 25 Ιουλίου 2010. Credit: Image Science & Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center
Επιπλέον, ως αποτέλεσμα της γρήγορης ανοδικής τους διαδρομής, αυτά τα σωματίδια θα υποβληθούν σε τεράστια θέρμανση μέχρι το σημείο της εξάτμισης. Έτσι, ενώ ο άνεμος, ο φωτισμός, τα ηφαίστεια κ.λπ. θα μπορούσαν να μεταδώσουν τεράστιες δυνάμεις σε χαμηλότερα υψόμετρα, δεν θα μπορούσαν να επιταχύνουν άθικτα σωματίδια στο σημείο που θα μπορούσαν να επιτύχουν ταχύτητα διαφυγής. Από την άλλη πλευρά, στο πάνω μέρος της μεσόσφαιρας και της θερμόσφαιρας, τα σωματίδια δεν θα υποστούν μεγάλη έλξη ή θέρμανση.
Ως εκ τούτου, ο Berera συμπεραίνει ότι μόνο άτομα και μόρια που βρίσκονται ήδη στην υψηλότερη ατμόσφαιρα θα μπορούσαν να προωθηθούν στο διάστημα από συγκρούσεις διαστημικής σκόνης. Ο μηχανισμός για την ώθησή τους εκεί πιθανότατα θα αποτελείται από μια προσέγγιση διπλής κατάστασης, με την οποία εκσφενδονίζονται πρώτα στην κατώτερη θερμόσφαιρα ή ψηλότερα με κάποιον μηχανισμό και στη συνέχεια προωθούνται ακόμη πιο δυνατά από τη γρήγορη σύγκρουση σκόνης στο διάστημα.
Αφού υπολόγισε την ταχύτητα με την οποία η διαστημική σκόνη επηρεάζει την ατμόσφαιρά μας, ο Berera προσδιόρισε ότι τα μόρια που υπάρχουν σε υψόμετρο 150 km (93 μίλια) ή μεγαλύτερο πάνω από την επιφάνεια της Γης θα χτυπηθούν πέρα από το όριο της βαρύτητας της Γης. Αυτά τα μόρια θα βρίσκονται στη συνέχεια στο διάστημα κοντά στη Γη, όπου θα μπορούσαν να παραληφθούν από διερχόμενα αντικείμενα όπως κομήτες, αστεροειδής ή άλλα αντικείμενα κοντά στη Γη (NEO) και να μεταφερθούν σε άλλους πλανήτες.
Φυσικά, αυτό εγείρει ένα άλλο πολύ σημαντικό ερώτημα, το οποίο είναι εάν αυτοί οι οργανισμοί θα μπορούσαν ή όχι να επιβιώσουν στο διάστημα. Όμως, όπως σημειώνει ο Berera, προηγούμενες μελέτες έχουν επιβεβαιώσει την ικανότητα των μικροβίων να επιβιώνουν στο διάστημα:
«Εάν κάποια μικροβιακά σωματίδια διαχειριστούν το επικίνδυνο ταξίδι προς τα πάνω και έξω από τη βαρύτητα της Γης, το ερώτημα παραμένει πόσο καλά θα επιβιώσουν στο σκληρό περιβάλλον του διαστήματος. Βακτηριακά σπόρια έχουν αφεθεί στο εξωτερικό του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού σε υψόμετρο ~400km, σε περιβάλλον σχεδόν κενού του διαστήματος, όπου δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου νερό, σημαντική ακτινοβολία και με θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 332K στην πλευρά του ήλιου έως 252K στην πλευρά του ήλιου. σκιά και έχουν επιβιώσει 1,5 χρόνο.»
Το μικροσκοπικό Tardigrade (γνωστός και ως «αρκουδάκι του νερού»), που θα μπορούσε να είναι το πιο σκληρό πλάσμα στη Γη. Πίστωση: Εκδόσεις Katexic, αναλλοίωτη, CC2.0)
Ένα άλλο πράγμα που εξετάζει ο Berera είναι η περίεργη περίπτωση των tardigrades, των οκτάποδων μικροζώων που είναι γνωστά και ως «νεροαρκούδες». Προηγούμενα πειράματα έδειξαν ότι αυτό το είδος είναι ικανό να επιβιώσει στο διάστημα, όντας τόσο ισχυρά ανθεκτικό στην ακτινοβολία και στην αποξήρανση. Έτσι είναι πιθανό ότι τέτοιοι οργανισμοί, εάν εκτοξευόντουσαν από την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης, θα μπορούσαν να επιβιώσουν αρκετά ώστε να κάνουν μια βόλτα σε έναν άλλο πλανήτη
Τελικά, αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι οι μεγάλες κρούσεις αστεροειδών μπορεί να μην είναι ο μόνος μηχανισμός που είναι υπεύθυνος για τη μεταφορά ζωής μεταξύ πλανητών, κάτι που πίστευαν προηγουμένως οι υποστηρικτές της Πανσπερμίας. Όπως δήλωσε ο Berera σε ένα Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου δήλωση τύπου :«Η πρόταση ότι οι συγκρούσεις διαστημικής σκόνης θα μπορούσαν να ωθήσουν οργανισμούς σε τεράστιες αποστάσεις μεταξύ των πλανητών εγείρει μερικές συναρπαστικές προοπτικές για το πώς προήλθε η ζωή και οι ατμόσφαιρες των πλανητών. Η ροή της γρήγορης διαστημικής σκόνης βρίσκεται σε όλα τα πλανητικά συστήματα και θα μπορούσε να είναι ένας κοινός παράγοντας για τον πολλαπλασιασμό της ζωής».
Εκτός από το να προσφέρει μια νέα άποψη για την Πανσπερμία, η μελέτη του Berera είναι επίσης σημαντική όταν πρόκειται για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο εξελίχθηκε η ζωή στη Γη. Εάν τα βιολογικά μόρια και τα βακτήρια διαφεύγουν συνεχώς από την ατμόσφαιρα της Γης κατά τη διάρκεια της ύπαρξής της, τότε αυτό θα υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να επιπλέει ακόμα στο Ηλιακό Σύστημα, πιθανώς μέσα σε κομήτες και αστεροειδείς.
Αυτά τα βιολογικά δείγματα, εάν μπορούσαν να προσεγγιστούν και να μελετηθούν, θα χρησίμευαν ως χρονοδιάγραμμα για την εξέλιξη της μικροβιακής ζωής στη Γη. Είναι επίσης πιθανό τα βακτήρια που μεταδίδονται από τη Γη να επιβιώνουν σήμερα σε άλλους πλανήτες, πιθανώς στον Άρη ή σε άλλα σώματα όπου έχουν κλειδωθεί σε μόνιμο πάγο ή πάγο. Αυτές οι αποικίες θα ήταν βασικά χρονοκάψουλες, που θα περιείχαν διατηρημένη ζωή που θα μπορούσε να χρονολογείται πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Περαιτέρω ανάγνωση: Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου , Αστροβιολογία