Что, если жизнь на Земле началась, когда здесь разбились межзвездные объекты? Научная тревога

на 19 октября 2017 г.астрономы с Обзор Pan STARRS Впервые обнаружен межзвездный объект (ISO), проходящий через нашу Солнечную систему. Объект, известный как 1I/2017 U1 Оумуамуа, вызвал серьезные научные споры и остается спорным и сегодня.

Единственное, с чем все могут согласиться, это то, что открытие этого объекта указывает на то, что ISO регулярно входят в нашу Солнечную систему. Более того, последующие исследования показали, что иногда некоторые из этих объектов прилетают на Землю в виде метеоритов и сталкиваются с ее поверхностью.

Это поднимает очень важный вопрос: если бы микроорганизмы пришли на Землю миллиарды лет назад, могли бы они принести с собой ингредиенты жизни?

в Недавняя статьягруппа исследователей изучила последствия того, что ISO ответственны за панспермию – теорию, согласно которой семена жизни присутствуют по всей Вселенной и распространяются через астероиды, кометы и другие небесные тела.

Согласно их выводам, ISO могут посеять сотни тысяч (или, возможно, миллиарды) планет земного типа по всему Млечному Пути.

Группу возглавил Дэвид Као, старший специалист Средняя школа науки и технологий Томаса Джефферсона (я подсмотрел). Он присоединился к нему Петр Плавчандоцент кафедры физики и астрономии Университета Джорджа Мейсона (GMU) и директор обсерваторий Мейсона, и Майкл Саммерспрофессор астрофизики и планетологии ГМУ.

«Их газета»Влияние Оумуамуа на панспермиюнедавно появилось в Интернете и рассматривается для публикации Американским астрономическим обществом (ААС).

Если кратко подвести итог, то панспермия — это теория, согласно которой жизнь прибыла на Землю через объекты из межзвездной среды (МЗС). Согласно этой теории, эта жизнь приняла форму бактерий-экстремофилов, способных выживать в суровых условиях космоса.

Благодаря этому процессу жизнь распространяется по Вселенной, когда объекты проходят через МЗС, пока не достигнут потенциально обитаемых планет и не столкнутся с ними. Это существенно отличает панспермию от конкурирующих теорий о том, как зародилась жизнь на Земле (также известных как абиогенез), из которых наиболее широко распространенной теорией является Гипотеза мира РНК..

Эта гипотеза утверждает, что в эволюции РНК предшествовала ДНК и белкам, что в конечном итоге дало начало первой (то есть домашней) жизни на Земле.

Но, как сообщил Цао Universe Today по электронной почте, панспермию трудно оценить:

«Панспермию трудно оценить, потому что она требует объединения многих различных факторов, многие из которых являются неограниченными и неизвестными. Например, мы должны принять во внимание физику, лежащую в основе панспермии (сколько объектов столкнулись с Землей до того, как древнейшая окаменелость появляются доказательства)»). Для жизни?), биологические факторы (смогут ли энтузиасты-экстремалы выдержать гамма-излучение сверхновой?) и т. д.

«В дополнение к каждому из этих факторов есть вопросы, на которые у нас пока нет ответов или мы не можем эффективно смоделировать, например, количество экстремофилов, которые действительно достигли бы Земли, даже если бы с Землей столкнулся объект, несущий жизнь, и вероятность того, что жизнь могла бы начаться с инопланетных организмов, живущих в экстремальных условиях.Сочетание этих факторов, наряду со многими другими, такими как переменная скорость звездообразования и недавнее обнаружение нескольких свободно плавающих планет-изгоев, затрудняет оценить панспермию, и, следовательно, понимание правдоподобности панспермии постоянно меняется».

Открытие Оумуамуа в 2017 году стало важным поворотным моментом в астрономии, поскольку это было первое наблюдение ISO.

Тот факт, что он вообще был обнаружен, предполагает, что такие объекты были статистически значимыми во Вселенной и что ISO, вероятно, регулярно проходят через Солнечную систему (некоторые из которых, вероятно, Быть здесь все еще).

Два года спустя был обнаружен второй ISO, входящий в Солнечную систему (2И/ Борисов), за исключением того, что на этот раз не было никакой двусмысленности относительно его природы. Приближаясь к нашему Солнцу, 2I/Борисов сформировал хвост, указывающий на то, что это была комета.

Последующие исследования показали, что некоторые из этих вещей становятся… Метеориты, падающие на поверхность ЗемлиНекоторые из них были идентифицированы. Это включает Синус 08.01.2014метеорит, который столкнулся Тихий океан в 2014 году (Это было предметом исследования ранее Проект Галилео).

Как объяснил Као, открытие этих межзвездных посетителей также имеет значение для теории панспермии и продолжающихся дебатов о происхождении жизни на Земле:

«Оумуамуа выступает в качестве новой точки данных для моделей панспермии, поскольку мы можем использовать его физические свойства, особенно его массу и размер (сферический радиус), а также неявную плотность чисел ISM, для моделирования плотности числа и плотности массы объектов в межзвездной среде.Эти модели позволяют оценить плотность потока и поток массы существующих объектов. период между планетой Земля и образованием и древнейшими свидетельствами жизни).

«Знание общего количества событий столкновений на Земле за период в 0,8 миллиарда лет жизненно важно для массового засева, поскольку большее количество событий столкновений с межзвездными объектами в течение этого периода может означать большую вероятность массового засева.

«Подводя итог, физические свойства межзвездного Оумуамуа позволяют создавать математические модели, определяющие вероятность панспермии».

В дополнение к математическим моделям, которые учитывают физику рассеяния массы — например, числовую плотность, плотность массы, общее количество ударов и т. д. — Цао и его коллеги применили теорию Биологическая модель Описывает минимальный размер тела, необходимый для защиты экстремальных организмов от астрофизических событий (сверхновые, гамма-всплески, удары крупных астероидов, пролетающие звезды и т. д.).

Как мы обсуждали в предыдущей статье, недавние исследования показали это. Космические лучи разрушают все значения ISO, кроме самых больших. прежде чем они достигнут другой системы.

Эти дополнительные соображения в конечном итоге влияют на количество объектов, которые столкнутся с Землей (которые не стерилизуются астрофизическими источниками) и вероятность массового засева.

«Чтобы определить минимальный размер объекта, мы применили различные модели, например, метод сферической упаковки, чтобы дать приблизительную оценку расстояния выброса до ближайшей сверхновой (используя в качестве модели Орион А, плотное звездное скопление). ) и гамма-лучи, которые «Они достигают этих снарядов, а коэффициент ослабления (количество поглощенного снарядом излучения) зависит от наиболее вероятного химического состава снаряда (водяного льда)».

Основываясь на сочетании физических и биологических моделей, команда получила оценки количества снарядов, поразивших Землю до появления жизни. Согласно древнейшим ископаемым свидетельствам, найденным в Западной Австралии (из пород, относящихся к палеозою), древнейшие формы жизни появились в Калифорнии. 3,5 миллиарда лет назад. Цао сказал:

«Мы приходим к выводу, что максимальная вероятность того, что панспермия породила жизнь на Земле, составляет порядка 10-5, или 0,001 процента. Хотя эта вероятность кажется низкой, при самых оптимистичных условиях, вероятно, существует 4 x 109 экзопланет». существует в нашей галактике, что может относиться в общей сложности к 104 обитаемым мирам, в которых есть жизнь.

«Кроме того, мы ограничили наш анализ первыми 0,8 миллиарда лет истории Земли до появления первых окаменевших свидетельств жизни, но поскольку жизнь может зародиться в любой момент жизни планеты, планеты имеют гораздо более длительный срок пригодности для жизни (до 5 лет). ». -10 миллиардов лет), мы увеличили нашу оценку общего числа обитаемых миров, в которых есть жизнь в нашей Галактике, на порядок.

Таким образом, Цао и его коллеги получили окончательный результат: около 105 обитаемых планет, на которых может быть жизнь в нашей галактике. Однако эти оценки основаны на самых оптимистичных прогнозах относительно обитаемости планет.

Другими словами, предполагается, что все каменистые планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг обитаемых зон, способны поддерживать жизнь, то есть они имеют плотную атмосферу, магнитные поля, жидкую воду на своей поверхности и все жизненосные снаряды, которые выживают при попадании в нашу Землю. атмосфера, способная оседать на поверхности микробов.

border-frame=»0″allow=»акселерометр; автовоспроизведение; запись в буфер обмена; зашифрованный носитель; гироскоп; картинка в картинке; общий доступ к сети»allowfullscreen>

Как резюмировал Као, их результаты не доказывают панспермию и не разрешают споры о происхождении жизни на Земле. Однако они предоставляют ценную информацию и ограничивают возможность появления здесь жизни через такие вещи, как Оумуамуа.

В любом случае, эти результаты, вероятно, будут иметь серьезные последствия для астробиологии, которая становится все более разнообразной областью:

«Мы объединяем физику, биологию и химию в изучении панспермии как происхождения жизни, и редко бывает такое разнообразие тем в одной области исследований. Я думаю, что астробиология движется к тому, чтобы стать более междисциплинарной, что, на мой взгляд, является положительная тенденция, поскольку это позволит экспертам всех слоев общества продвигать науку астробиологии.

«Наши исследования могут внести свой вклад в этом направлении. Что касается наших результатов по массовому заселению, то вероятность того, что массовый засев мог бы вызвать жизнь на Земле, маловероятна, но количество планет обитаемой зоны, укрывающих жизнь в нашей галактике, намного больше».

«Будущие астробиологические исследования могут использовать эти результаты для развития наших исследований массового посева. Однако мы не учитываем и даже не знаем всех факторов, которые могут повлиять на вероятность массового посева».

«Я считаю, что наши результаты открывают новые направления для будущих исследований панспермии, которые можно будет развивать путем обновления наших моделей или включения дополнительных факторов.

«Одной потенциальной областью исследования, если мы найдем доказательства существования жизни в других мирах в будущем, будь то в нашей Солнечной системе или через биосигнатуры в атмосферах экзопланет, является изучение экспериментальных и наблюдательных тестов, чтобы различить жизнь, пришедшую через механизм массового рассеяния или жизни, пришедшей «по механизму всесеяния или жизни, которая развилась и возникла независимо».

Эта статья была первоначально опубликована Вселенная сегодня. читает Оригинальная статья.