Mohou kosmické paprsky pomoci mimozemskému životu?

Mohou kosmické paprsky pomoci mimozemskému životu?

Podle Emma R. Hasson editoval Lee Billings

Tradiční astrofyzikální recept na celý život, jak víme, je to docela jednoduché: získejte skalnatý svět zahalený plyn do „obyvatelná zóna„Orbit kolem hvězdy, takže není příliš horká nebo příliš studená. Pak stačí přidat tekutou vodu na její povrch a nechte prvotní polévku až miliony let, protože energie z hvězdného světla postupně vaří na chemické stavební kameny života.

Ale astrofyzicisté si uvědomili tento scénář klasické obyvatelné zóny může přehlédnout Příležitosti pro život dále od hvězdy. Koneckonců, Saturnův měsíc EnceladusJupiterův měsíc Evropa A dokonce Mars jsou známy nebo věří, že se jim podaří obrovské množství vody v jejich temném interiéru. Život na těchto světech by musel číhat pod zemí z jiných důvodů než žízní, protože jejich povrch je sotva chráněn atmosférou a neustále bombardován smrtelnými kosmickými paprsky.

Nedávná studie však podporuje myšlenku, že na takových místech mohou kosmické paprsky ve skutečnosti prospět životu pod zemí, než aby ji jen vyloučily z povrchu. Studijní tým, vedený společností Dimitra Atri, výzkumník z New York University Abú Dhabí, představil koncept „radiolytické obyvatelné zóny“, regionu ve světě, kde je energie uvolněná kosmickými paprsky. Publikováno v International Journal of Astrobiology, studie Poskytuje nový rámec pro výpočet, kolik živých záležitostí lze podpořit v různých hloubkách uvnitř Mars, Europa, Enceladus a podobných míst mimo standardní obyvatelnou zónu založenou na hvězdném světle.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

Kosmické paprsky jsou vysoce energetické částice, které se pohybují téměř rychlostí světla a obvykle jsou produkovány supernovami a dalšími extrémními astrofyzikálními událostmi. Ve skutečnosti nesou tolik energie, že mohou na jejich cestě přerušit elektrony nebo ionizovat atomy a molekuly – které poškozují DNA a jiné jemné buněčné stroje. Většinou atmosféru Země a geomagnetického pole blokují nejvíce (ale ne všechny) tohoto bombardování a interiéry světů bez slunce bez těchto vlastností stále získávají ochranu před překrývajícím se materiálem.

Atri a jeho kolegové však přemýšleli, zda ionizující účinky kosmických paprsků mohou těmto mimozemským prostředím přinést další výhody. V řadě počítačových simulací zjistili, že kosmické paprsky, které dosahují hloubek takových míst, mohou rozdělit molekuly vody, které tam mohou existovat jako kapalina nebo led. Tento proces, nazývaný radiolysis, uvolňuje elektrony, které pak mohou napájet biochemii organismu – to je jeho metabolismus. „Galaktické kosmické paprsky v podstatě vaří jídlo pro tyto mikroby,“ říká Atri.

Účinek není zcela teoretický: Atri a jeho spoluautoři citují příklad bakterie v reálném světě Kandidát Desulforudis audaxviator, který byl nalezen ve zlatém dole hluboko pod Jižní Afrikou a pohání jeho metabolismus Použití elektronů uvolněných ionizujícím zářením z okolních hornin. Tento proces, poznamenává Atri, se rozhodně liší od procesu používaného jinou bakterií, Deinococcus radioduranscož může vydržet extrémní úrovně ionizujícího záření. „D. Radiorans je o kontrole poškození. To umožňuje roztrhnout záření jeho DNA a poté všechno opraví. Ale ve skutečnosti chyba z zlata krmiva Off Radiační vedlejší produkty …. to je ta věc, která by právě teď mohla na Marsu skutečně existovat, “říká Atri.„ Jsou to opravdu dvě různé strategie přežití. Jeden opravuje škodu; Druhý promění škodu na večeři. “

Je pravděpodobné, že Desulforudis AudaxViator Podle Lígie F. Coelho, astrobiologka na Cornell University, která se do studie nezúčastnila, není zdaleka jediná bakterie na Zemi. „Stále nevíme o podpovrchu naší vlastní planety, pokud jde o mikroorganismy,“ říká. „Určitě existuje vesmír mikroorganismů, které jsou přizpůsobeny tak, aby využívaly tyto sekundární zdroje energie, o kterých stále nevíme – protože také ještě nemáme technologii pro jejich detekci nebo ke studiu velmi dobře.“

Jako další krok Atri a jeho kolegové plánují přesunout kolem počítačových modelů testováním své teorie v laboratoři pomocí planetární simulační komory, která může napodobovat podmínky prostředí na mimozemských světch změnou teploty, tlaku a složení jejího obsahu. Pokud jsou tyto výsledky pozitivní, mohly by pomoci utvářet současné vyšetřování a budoucí mise hledající známky života na Inrards Mars, Europa a Enceladus. Naše stávající průzkum Marsu „právě škrábal povrch – doslova“, říká Atri a dodává, že naše znalosti Europy a Enceladus jsou ještě povrchnější. „Potřebujeme misi, která tam může vlastně jít a kopat trochu hlouběji.“

Podle výpočtů ATRI by nejlepší místo pro mikroby na Mars bylo mezi jedním a dvěma metry pod povrchem. Tato hloubka je náhodně v dosahu Rosalind Evropské kosmické agentury Rosalind Franklin Exomars Rover, který má být spuštěn na červenou planetu nejprve 2028 a bude mít vrták, který může proniknout až dva metry pod povrchem planety.

„Je důležité, aby nebyli zkreslení tím, co věříme, že je dobré nebo špatné pro život na základě naší vlastní zkušenosti na naší vlastní planetě,“ říká Coelho. „Myslím, že takové papíry opravdu pomáhají modelářům v nezaujatém modelech a otevírání možností pro jiné druhy života a jiných druhů kontextu.“