Galaktická panspermie. Jak daleko by se mohl život přirozeně šířit v galaxii podobné Mléčné dráze?

Může se život šířit po celé galaxii jako je Mléčná dráha bez technologického zásahu? Tato otázka je z velké části nezodpovězena. Nová studie se v této otázce obrací pomocí simulované galaxie, která je podobná Mléčné dráze. Poté zkoumali tento model, aby viděli, jak se organické sloučeniny mohou pohybovat mezi jeho hvězdnými systémy.

Ústřední otázka ve vědě je pravděpodobně „Jak začal život? Neexistuje žádná větší otázka a zatím neexistuje žádná odpověď. Sekundární otázka je přístupnější: 'Může se život šířit z hvězdy na hvězdu?' To je teorie panspermie , ve zkratce.

Historie Země klade důležitou otázku, pokud jde o panspermii. Vědci se domnívají, že mezi tím, kdy se Země dostatečně ochladila, aby se stala obyvatelnou, a objevením se života nebylo dost času. Ne všichni vědci si to samozřejmě myslí. Existuje řada myšlenek na věc. Otázkou však zůstává: Bylo dost času na to, aby se život založený na DNA na Zemi rozběhl nezávisle, nebo sehrála roli panspermie?

Zatímco velká část řečí o panspermii se týká jednoduchých forem života, které se nějak pohybují mezi hvězdami, vážnější řeči se týkají pohybu organických sloučenin nezbytných pro život. Vědci některé z nich našli sloučeniny na kometách a jinde ve vesmíru. Nyní víme, že nejsou nutně vzácné. Mohou se tedy tyto sloučeniny pohybovat ze sluneční soustavy do sluneční soustavy?

Nová studie se jmenuje „ Panspermie v galaxii podobné Mléčné dráze .“ Hlavním autorem je Raphael Gobat z Instituto de Física, Valparaíso, Chile. Dokument je k dispozici na předtištěné stránce arxiv.org.

Takže panspermie je věc? Uvnitř sluneční soustavy, jako je ta naše, se to zdá možné. Meteority z Marsu přistály na Zemi, což je docela solidní důkaz. Když cestu zvládnou kameny, proč ne chemikálie v těchto kamenech nebo na nich? Mohly by spory uskutečnit mezihvězdný výlet mezi hvězdnými systémy?

Tým výzkumníků se rozhodl na tuto otázku odpovědět. Pracovali se simulovanou galaxií z MUGS, the Nestranné simulace galaxií McMaster . MUGS je soubor 16 simulovaných galaxií vytvořených výzkumníky na počátku 21. století. V roce 2016 Gobat et al přidali upravený model galaktické obyvatelnosti nazvaný GH16.

Jejich vyvolená galaxie je g15784 . Je o něco masivnější než Mléčná dráha a má za sebou historii klidových fúzí. Už dlouhou dobu se nesloučil s ničím velmi hmotným a obíhá ho několik sférických galaxií.

Tady to je, simulovaná galaxie s názvem g15784. Na obrázku jsou vidět dvě sféroidní galaxie, jedna nad galaktickou rovinou a jedna pod ní. Obrazový kredit: Gobat et al 2021.

Tým vypočítal úroveň obyvatelnosti pro každou hvězdnou částici v galaxii. V tomto případě to znamená počet hvězd hlavní sekvence s nízkou hmotností s terestrickými planetami v jejich obyvatelných zónách. Za tímto účelem následovali GH16. GH16 bere v úvahu hvězdnou metalicitu, minimální a maximální hmotnost, historii formování a vnitřní a vnější rozsah zóny obyvatelnosti (HZ.)

Zvažovali také vliv výbuchů supernov na obyvatelnost. Galaktické jádro je nejhustěji osídlenou částí galaxie. Takže i když je tam více potenciálně obyvatelných planet, existuje také více smrtících supernov. Vyšší hustota hvězd v jádru znamená, že každá obyvatelná planeta má vyšší šanci, že ji supernova učiní neobyvatelnou. Vyšší metalicita v jádru podle autorů také snižuje obyvatelnost. To dělá z centrální oblasti těžké místo pro panspermii.

Skupina se také podívala na spirální ramena g15784. Zatímco hustota hvězd je tam také vysoká, stejně jako rychlost supernov (SNR), neovlivnily obyvatelnost stejně jako ve výduti. Podívali se také na galaktický disk a halo.

Třípanelový obrázek z papíru zobrazující promítnutý sloupec při z = 0 a v řezu o šířce 1 kpc procházející středem g15784. Nahoře ukazuje střední hodnotu přirozené obyvatelnosti, uprostřed ukazuje zlomek možných kolébek v simulované galaxii a dole ukazuje zlomek možných cílů kolonizace. Purpurová hvězda ukazuje, kde by bylo Slunce, kdyby toto byla Mléčná dráha. Obrazový kredit: Gobat et al 2021.

Studie ukazuje, že panspermie je přinejmenším možná, i když na tuto otázku neexistuje jednoduchá odpověď. Zjistili, že zatímco medián obyvatelnosti se zvyšuje s galaktocentrickým poloměrem, zatímco pravděpodobnost panspermie je inverzní. Je to kvůli vyšší hustotě hvězd v galaktické výduti.

Ale pravděpodobnost panspermie je na centrálním disku nízká. Je to kvůli vyšším rychlostem supernov a nižší únikové frakci kvůli vyšší metalicitě. Přirozená obyvatelnost se v celé galaxii příliš neliší, zatímco pravděpodobnost panspermie se značně liší, a to o několik řádů.

Tým nenašel žádnou korelaci mezi pravděpodobností panspermie a obyvatelností přijímající částice. (V této studii se částice vztahuje k vysokému počtu hvězd kvůli nízkému rozlišení simulace.)

Nakonec zjistili, že panspermie je méně účinná než in-situ prebiotická evoluce, ačkoli říkají, že to nemohou přesně kvantifikovat.

V závěru autoři poukazují na několik výhrad k práci. „…za prvé, zahrnuje několik faktorů, které jsme považovali za neznámé konstanty (např. zachycovací zlomek spor cílovými planetami, vztah mezi obyvatelností a přítomností života, typickou rychlost mezihvězdných objektů a absolutní hodnotu úniku zlomek mezihvězdných organických sloučenin ze zdrojových planet). V důsledku toho považují své výsledky za „... přirozeně více kvalitativní než kvantitativní“.

Upozorňují také, že zatímco skutečná galaxie jako Mléčná dráha je dynamická a mění se, jejich simulovaná galaxie je jen snímek. 'Tyto výsledky jako takové platí pouze v případě, že typické časové měřítko pro panspermii je mnohem kratší než dynamické časové měřítko galaxie.'

Mezi simulovanou galaxií a Mléčnou dráhou jsou i další rozdíly. 'Například naše falešná galaxie má větší hodnotu poměru vybouleniny k disku světla než skutečná Mléčná dráha a galaktická vyboulenina byla navržena jako vhodná pro panspermii.' Nakonec poukazují na to, že MUGS je simulace s nízkým rozlišením a simulace s vyšším rozlišením by mohla přinést určité rozdíly ve výsledcích.

Nedávno nás navštívily dva mezihvězdné objekty: ‚Oumuamua a kometa 2L/Borisov. Takže víme, že objekty cestují mezi hvězdnými systémy. Pravděpodobně bylo mnohem více mezihvězdných návštěvníků, které jsme technologicky nebyli schopni vidět. A víme, že organické stavební kameny jsou přítomny ve vesmíru.

To nedokazuje, že organické stavební bloky mohou cestovat mezi hvězdami, ale zdá se to možné. Díky tomuto výzkumu bychom mohli vědět trochu více o tom, jak je to pravděpodobné a kde v galaxii by se to mohlo odehrávat.

Více:

• Výzkum: Panspermie v galaxii podobné Mléčné dráze
• Science Direct: Panspermie
• Vesmír dnes: Rosetta viděla stavební kameny života na kometě 67P