От десетилетия учените вярват, че под ледената повърхност на луната Европа на Юпитер може да има живот. Оттогава се появиха множество доказателства, които подсказват, че не е сам. Всъщност в Слънчевата система има много „океански светове“, които потенциално биха могли да приемат живот, включително Церера, Ганимед, Енцелад, Титан, Диона, Тритон и може би дори Плутон.
Но какво ще стане, ако елементите за живота, както го познаваме, не са достатъчно изобилни на тези светове? В ново проучване двама изследователи от Центъра за астрофизика в Харвард Смитсониан (CfA) се опитаха да определят дали в действителност може да има недостиг на биоесенциални елементи в океанските светове. Заключенията им биха могли да имат широко значение за съществуването на живота в Слънчевата система и извън нея, да не говорим за способността ни да я изучаваме.
Изследването, озаглавено „Поземлен живот ли е потиснат в подземните океански светове поради недостига на биоесенциални елементи?“ наскоро се появи онлайн. Изследването беше ръководено от Манасви Лингам, докторантура в Института за теория и изчисления (ИТЦ) към Харвардския университет и CfA, с подкрепата на Ейбрахам Льоб - директорът на ITC и Франк Б. Беърд, младши професор на науката в Харвард.
В предишни проучвания въпросите за обитаемостта на луните и други планети са насочени към съществуването на вода. Това е вярно, когато става дума за изучаване на планети и луни в Слънчевата система, и особено вярно, когато става въпрос за изследване на извън слънчеви планети. Когато откриха нови екзопланети, астрономите обърнаха голямо внимание на това дали въпросната планета орбитира в обитаемата зона на звездата си или не.
Това е ключово за определянето дали планетата може да поддържа течната вода на нейната повърхност или не. В допълнение, астрономите са се опитали да получат спектри от около скалисти екзопланети, за да определят дали загубата на вода се извършва от нейната атмосфера, както се доказва от наличието на водороден газ. Междувременно други проучвания се опитват да определят наличието на енергийни източници, тъй като това също е от съществено значение за живота, какъвто го познаваме.
За разлика от това, д-р Лингам и проф. Льоб разгледаха как съществуването на живот на океанските планети може да зависи от наличието на ограничаващи хранителни вещества (LN). От известно време се водят значителни дискусии по въпроса кои хранителни вещества биха били от съществено значение за извънземния живот, тъй като тези елементи могат да варират от място на място и в рамките на времевия период. Както Lingam каза за Space Magazine чрез имейл:
„Най-често приеманият списък от елементи, необходими за живота, тъй като знаем, че се състои от водород, кислород, въглерод, азот и сяра. В допълнение, някои микроелементи (например желязо и молибден) също могат да бъдат ценни за живота, както го познаваме, но списъкът на биоесенциалните микроелементи е обект на по-висока степен на несигурност и променливост. "
За техните цели д-р Льоб създаде модел, използвайки океаните на Земята, за да определи как източниците и потъващите, т.е. факторите, които добавят или изчерпват LN елементите в океаните, съответно - могат да бъдат подобни на тези в океанските светове. На Земята източниците на тези хранителни вещества включват флуиални (от реки), атмосферни и ледникови източници, като енергията се осигурява от слънчевата светлина.
От тези хранителни вещества те определиха, че най-важният ще бъде фосфорът и проучиха колко изобилни могат да бъдат тези и други елементи в океанските светове, където условията са изключително различни. Както обясни д-р Лингам, е разумно да се предположи, че на тези светове потенциалното съществуване на живот също ще се сведе до баланс между нетния приток (източници) и нетния отток (потъвания).
„Ако мивките са много по-доминиращи от източниците, това може да означава, че елементите ще бъдат изчерпани сравнително бързо. За да оценим величините на източниците и потъвачите, ние използвахме познанията си за Земята и я съчетахме с други основни параметри на тези океански светове като рН на океана, размера на света и др., Известни от наблюденията / теоретични модели. “
Докато атмосферните източници няма да са достъпни за вътрешните океани, д-р Льоб разгледа приноса, който играят хидротермалните отвори. Вече има много доказателства, че те съществуват на Европа, Енцелад и други океански светове. Те също така считат абиотични източници, които се състоят от минерали, извлечени от скали при дъжд на Земята, но ще се състоят в изветрянето на скалите от вътрешните океани на тези луни.
В крайна сметка, те откриха, че за разлика от водата и енергията, ограничаването на хранителни вещества може да бъде с ограничено предлагане, когато става въпрос за океанските светове в нашата Слънчева система:
„Установихме, че според предположенията в нашия модел фосфорът, който е един от биоесенциалните елементи, се изчерпва с бързи времеви интервали (по геоложки стандарти) в океанските светове, чиито океани са неутрални или алкални по природа и които притежават хидротермална активност (т.е. хидротермални вентилационни системи на дъното на океана). Следователно, нашата работа предполага, че животът може да съществува в ниски концентрации в световен мащаб в тези океански светове (или да присъства само в локални петна) и следователно може да не бъде лесно откриваем. "
Това естествено има последици за мисии, предназначени за Европа и други луни във външната Слънчева система. Те включват НАСАEuropa Clipper мисия, която в момента се планира да стартира между 2022 и 2025 г. Чрез поредица от полети на Европа, тази сонда ще се опита да измери биомаркери в активността на шлейфа, идваща от повърхността на Луната.
Подобни мисии са предложени за Енцелад, а НАСА обмисля и мисия „Стрекоза“ за изследване на атмосферата, повърхността и метановите езера на Титан. Ако обаче изследването на д-р Льоб е правилно, шансовете тези мисии да намерят някакви признаци на живот в океанския свят в Слънчевата система са доста малки. Въпреки това, както посочи Лингам, те все още вярват, че подобни мисии трябва да бъдат монтирани.
„Въпреки че нашият модел прогнозира, че бъдещите космически мисии в тези светове може да имат ниски шансове за успех по отношение на откриване на извънземен живот, ние вярваме, че такива мисии все още са достойни за изпълнение“, каза той. „Това е така, защото те ще предоставят отлична възможност за: (i) тестване и / или фалшифициране на ключовите прогнози на нашия модел и (ii) събиране на повече данни и подобряване на разбирането ни за океанските светове и техните биогеохимични цикли.“
Освен това, както проф. Льоб посочи по имейл, това проучване беше фокусирано върху „живота, какъвто го познаваме“. Ако мисия в тези светове намери източници на извънземен живот, то това би означавало, че животът може да възникне от условия и елементи, с които не сме запознати. По този начин проучването на Европа и други океански светове е не само препоръчително, но и необходимо.
„Нашата хартия показва, че в подземните океани са изчерпани елементи, които са от съществено значение за„ химията на живота, каквато го знаем “, като фосфор,“ каза той. „В резултат животът би бил предизвикателен в океаните, за които се подозира, че съществуват под повърхностния лед на Европа или Енцелад. Ако бъдещите мисии потвърдят изчерпаното ниво на фосфор, но въпреки това намират живот в тези океани, тогава ще знаем за нов химичен път за живот, различен от този на Земята. "
В крайна сметка учените са принудени да използват „ниско висящия плод”, когато става дума за търсене на живот във Вселената. Докато не намерим живот отвъд Земята, всички наши образовани предположения ще се основават на живота, какъвто съществува тук. Не мога да си представя по-добра причина да изляза там и да изследвам Вселената от тази!
