Po desetiletí vědci věřili, že pod ledovým povrchem Jupiterova měsíce Evropa může existovat život. Od té doby se objevilo více řádků důkazů, které naznačují, že není sám. Ve Sluneční soustavě skutečně existuje mnoho „oceánských světů“, které by mohly potenciálně hostit život, včetně Ceres, Ganymede, Enceladus, Titan, Dione, Triton a možná dokonce i Pluto.
Ale co když prvky života, jak víme, nejsou v těchto světech dostatečně hojné? V nové studii se dva vědci z Harvardského Smithsonianova centra astrofyziky (CfA) pokusili zjistit, zda ve oceánských světech může být ve skutečnosti nedostatek bioesenciálních prvků. Jejich závěry by mohly mít dalekosáhlé důsledky pro existenci života ve Sluneční soustavě i mimo ni, nemluvě o naší schopnosti studovat to.
Studie s názvem „Je mimozemský život potlačen na podpovrchových oceánech kvůli nedostatku bioessenciálních prvků?“ nedávno se objevil online. Studii vedl Manasvi Lingam, postdoktorand v Institutu pro teorii a výpočet (ITC) na Harvardské univerzitě a CfA, s podporou Abrahama Loeba - ředitele ITC a Franka B. Bairda, profesora Jr. of Science at Harvard.
V předchozích studiích se otázky týkající se obývatelnosti měsíců a dalších planet zaměřovaly spíše na existenci vody. To platilo, pokud jde o studium planet a měsíců v Sluneční soustavě, a zejména pokud jde o studium extra-solárních planet. Když objevili nové exoplanety, astronomové věnovali velkou pozornost tomu, zda daná planeta obíhá nebo ne obývá v obývatelné zóně hvězdy.
To je klíč k určení, zda planeta může na svém povrchu nést kapalnou vodu. Astronomové se navíc pokusili získat spektra kolem skalnatých exoplanet, aby určili, zda dochází ke ztrátě vody z její atmosféry, což dokládá přítomnost plynného vodíku. Mezitím se další studie pokusily určit přítomnost energetických zdrojů, protože to je také důležité pro život, jak jej známe.
Na rozdíl od toho Dr. Lingam a Prof. Loeb zvažovali, jak by existence života na oceánských planetách mohla záviset na dostupnosti omezujících živin (LN). Nějakou dobu probíhala značná debata o tom, které živiny by byly nezbytné pro mimozemský život, protože tyto prvky se mohou lišit od místa k místu a v průběhu času. Jak Lingam řekl časopisu Space Magazine e-mailem:
„Většinou běžně přijímaný seznam prvků nezbytných pro život, protože víme, že obsahuje vodík, kyslík, uhlík, dusík a síru. Kromě toho některé stopové kovy (např. Železo a molybden) mohou být také cenné pro život, jak jej známe, ale seznam bioessenciálních stopových kovů podléhá vyšší míře nejistoty a variability. “
Loeb pro své účely vytvořil model využívající pozemské oceány, aby určil, jak by zdroje a potopy - tj. Faktory, které přidávají nebo poškozují LN prvky do oceánů - mohly být podobné těm na oceánských světech. Na Zemi jsou zdroji těchto živin fluviální (z řek), atmosférické a ledové zdroje, přičemž energie je poskytována slunečním světlem.
Z těchto živin určili, že nejdůležitějším by byl fosfor, a zkoumali, jak hojné by mohly být tyto a další prvky na oceánských světech, kde jsou podmínky tak výrazně odlišné. Jak vysvětlil Dr. Lingam, je rozumné předpokládat, že v těchto světech by potenciální existence života také klesla na rovnováhu mezi čistým přílivem (zdroje) a čistým odlivem (propady).
"Pokud jsou umyvadla mnohem dominantnější než zdroje, mohlo by to znamenat, že by prvky byly vyčerpány relativně rychle." V dalším odhadu velikosti zdrojů a potopení jsme využili naší znalosti Země a spojili ji s dalšími základními parametry těchto oceánských světů, jako je pH oceánu, velikost světa atd. Známá z pozorování / teoretické modely. “
Zatímco atmosférické zdroje by nebyly dostupné pro vnitřní oceány, Dr. Loeb uvažoval o přínosu hydrotermálních průduchů. Již existuje mnoho důkazů o tom, že existují v Evropě, Enceladusu a dalších oceánských světech. Uvažovali také o abiotických zdrojích, které se skládají z minerálů vyluhovaných z hornin deštěm na Zemi, ale sestávají by z zvětrávání hornin vnitřními oceány těchto měsíců.
Nakonec zjistili, že na rozdíl od vody a energie může být omezování živin omezeno, pokud jde o oceány v naší sluneční soustavě:
„Zjistili jsme, že podle předpokladů v našem modelu je fosfor, který je jedním z bioesenciálních prvků, vyčerpán v rychlých časových úsecích (podle geologických standardů) na oceánských světech, jejichž oceány jsou neutrální nebo alkalické povahy a které mají hydrotermální aktivitu. (tj. hydrotermální ventilační systémy na dně oceánu). Naše práce tedy naznačuje, že život může v těchto oceánských světech globálně existovat v nízkých koncentracích (nebo být přítomen pouze v místních záplatách), a proto jej nelze snadno zjistit. ““
To má přirozeně důsledky pro mise určené pro Evropu a další měsíce ve vnější sluneční soustavě. Patří mezi ně NASAEuropa Clipper mise, která má být zahájena v letech 2022 až 2025. Prostřednictvím série flybys v Evropě se tato sonda pokusí měřit biomarkery v oblaku aktivity vycházející z povrchu měsíce.
Podobné mise byly navrženy pro Enceladus a NASA také zvažuje misi „Dragonfly“, aby prozkoumala Titanovu atmosféru, povrchová a metanová jezera. Pokud je však studie doktora Loebe správná, je šance, že tyto mise naleznou nějaké známky života na oceánském světě ve Sluneční soustavě, poměrně malá. Přesto, jak naznačil Lingam, stále věří, že by takové mise měly být namontovány.
"Ačkoli náš model předpovídá, že budoucí vesmírné mise do těchto světů by mohly mít nízké šance na úspěch, pokud jde o odhalování mimozemského života, věříme, že takové mise jsou stále hodné sledování," uvedl. "Je to proto, že nabídnou vynikající příležitost: (i) vyzkoušet a / nebo falšovat klíčové předpovědi našeho modelu a (ii) shromáždit více údajů a zlepšit naše porozumění mořským světům a jejich biogeochemickým cyklům."
Kromě toho, jak uvedl prof. Loeb e-mailem, byla tato studie zaměřena na „život tak, jak jej známe“. Pokud by mise do těchto světů našla zdroje mimozemského života, znamenalo by to, že život může vycházet z podmínek a prvků, které neznáme. Průzkum Evropy a dalších oceánských světů je tedy nejen vhodný, ale i nezbytný.
„Náš dokument ukazuje, že prvky, které jsou nezbytné pro„ chemii života, jak víme “, jako je fosfor, jsou vyčerpány v podpovrchových oceánech,“ uvedl. "Výsledkem by byl život v oceánech, u nichž existuje podezření, že existují pod povrchovým ledem Europa nebo Enceladus." Pokud budoucí mise potvrdí vyčerpanou hladinu fosforu, ale přesto najdou život v těchto oceánech, pak bychom věděli o nové chemické cestě k životu, než je cesta na Zemi. ““
Nakonec jsou vědci nuceni přistoupit k přístupu „nízko visících plodů“, pokud jde o hledání života ve vesmíru. Dokud nenajdeme život za Zemou, budou všechny naše vzdělané odhady založeny na životě, jaký existuje zde. Nedokážu si představit lepší důvod, proč se tam dostat a prozkoumat vesmír, než tohle!
