מדענים מזהים מיטב exoplanets לחיים דמויי כדור הארץ

הרעיון של האמן את קפלר 452b, אחד מהאקספלנטים במחקר החדש. תמונה באמצעות נאס"א איימס / JPL-Caltech / T. פייל.

אלפי exoplanets מתגלים כעת - ישנם 3, 815 שאושרו החל מה -1 באוגוסט 2018 - אך כמה מהם בעלי התנאים הנכונים לחיים?

הנתונים עד כה מראים כי כוכבי הלכת הנפוצים ביותר הם אדמת-על (גדולה מכדור הארץ אך קטנה יותר מאורנוס או נפטון) וקטנים יותר, הדומים יותר לכדור הארץ. חלקם נמצאים באזורי המגורים הכוכבים שלהם, שבהם הטמפרטורות עלולות לאפשר קיום של מים נוזליים. אולם יכולת ההרגשה תלויה במגוון גורמים, כולל טמפרטורה, מים זמינים, הרכב, אקלים יציב וכו '. כעת, מדענים זיהו קבוצה של exoplanets אשר יש אותם תנאים כימיים שנחשבו כי הובילו לחיים על כדור הארץ. הממצאים הוכרזו ב -1 באוגוסט 2018 על ידי אוניברסיטת קיימברידג '.

המחקר החדש, שנערך על ידי חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג 'והמעבדה לחקר המועצה הרפואית לביולוגיה מולקולרית (MRC LMB), פורסם בכתב העת שנבדק על ידי עמיתים, Science Advances . ומציע שכוכבים עם מספיק אור אולטרה סגול (UV) יוכלו לעזור לחיים להתחיל בכוכבי לכת כלשהם באותה דרך שהיא ככל הנראה התפתחה על פני כדור הארץ. אור UV ידוע כמביא לתגובות כימיות שיכולות לייצר את אבני הבניין של החיים. לדברי פול רימר, חוקר פוסט-דוקטורט עם שיוך משותף במעבדת הקוונדיש בקיימברידג 'וב- MRC LMB, והסופר הראשון של העיתון:

עבודה זו מאפשרת לנו לצמצם את המקומות הטובים ביותר לחיפוש חיים. זה מקרב אותנו קצת יותר להתייחסות לשאלה אם אנחנו לבד ביקום.

כמה מהאקסופלאנטים שזוהו במחקר החדש, באזורים המיושבים בכוכביהם, שיכולים להיות להם תנאים המתאימים להופעתם של החיים בדומה לאופן בו נהוג לחשוב על כדור הארץ. תמונה דרך פול רימר.

בכוכבי הלכת המזוהים עד כה יש כוכבים עם אור UV מספיק והם שוכנים גם באזורים המיושבים בכוכביהם. זה לא מבטיח שהחיים קיימים על אף אחד מהם, אבל זה אומר שהם מועמדים טובים, לפחות עד שידוע יותר עליהם. אם התנאים על מי מהם היו או דומים לתנאים שנמצאים על כדור הארץ הקדום, הסיכוי גדול יותר שהחיים יכלו להתחיל.

העיתון החדש מאגד את תחומי הכימיה האורגנית ומחקר ה Exoplanet, הבנוי על יצירתו של ג'ון סאת'רלנד, החוקר את מקורם הכימי של החיים בכדור הארץ, והוא מחבר משותף לעיתון החדש.

סאת'רלנד ידועה במאמר אחר שפורסם בשנת 2015, וטען כי ציאניד היה מרכיב הכרחי במרק הקדמון ממנו נחשב כל החיים בכדור הארץ. זה אולי נראה אינטואיטיבי, אך ההשערה שלו העלתה כי פחמן מטאוריטים היה אינטראקציה עם חנקן באטמוספרה ויוצר ציאניד מימן. ציאניד מימן גשם אז לפני השטח, שם הוא התקשר עם אלמנטים אחרים, המונעים על ידי אור ה- UV מהשמש. לדברי סאת'רלנד, הכימיקלים שהופקו מהאינטראקציות הללו הם שיצרו את אבני הבניין של RNA, קרוב משפחה של DNA, שלדעת רוב הביולוגים היה המולקולה הראשונה של החיים שהובילה את המידע הכימי הדרוש לחיים. קבוצת המחקר של סאת'רלנד הצליחה ליצור מחדש את התגובות הכימיות תחת מנורות UV, וליצור את המקדימים לליפידים, חומצות אמינו ונוקלאוטידים, כולם חלקים חיוניים בתאים חיים. כפי שהסביר רימר:

נתקלתי בניסויים הקודמים האלה, וכאסטרונום, השאלה הראשונה שלי היא תמיד באיזה סוג אור אתה משתמש, שכימאים הם לא חשבו עליהם באמת. התחלתי למדוד את מספר הפוטונים שנפלטו על ידי המנורות שלהם ואז הבנתי שהשוואה בין אור זה לאורם של כוכבים שונים היא צעד פשוט אחר כך.

השמש כפי שהיא נראית באור אולטרה סגול (UV). מחקרים מראים כי UV היה נחוץ כדי לעזור לחיים להתפתח לראשונה על כדור הארץ הקדום. תמונה באמצעות NASA / SDO / AIA.

הקבוצות של רימר וסאת'רלנד רצו לראות איך במהירות ניתן ליצור את אבני הבניין של החיים ממיאן ציאניד ומימן גופרתי (המכונה גם ביסולפיט) במים כאשר הם נחשפים לאור UV. אותו ניסוי שוב חזר בהיעדר אור. הניסוי "האפל" ייצר מתחם אינרטי שלא ניתן היה להשתמש בו כדי ליצור את אבני הבניין של החיים, ואילו הניסוי "האור" אכן ייצר את אבני הבניין הדרושות. על פי דידי קוולוז, מהמעבדה Cavendish:

יש כימיה שקורה בחושך: היא איטית יותר מהכימיה שקורה באור, אך היא שם. רצינו לראות כמה אור יידרש לכימיה הקלה כדי לנצח את הכימיה האפלה.

השלב הבא היה להשוות את התוצאות הללו לאור ה- UV שנפלט על ידי סוגים שונים של כוכבים. מעניין לציין כי כוכבים בערך אותה טמפרטורה כמו השמש שלנו הפיקו אור UV מספיק כדי להיווצר אבני הבניין, ואילו כוכבים קרירים יותר לא, אלא אם כן לאותם כוכבים היו גם התלקחויות שמש חזקות. גמדים אדומים, סוג הכוכב הנפוץ ביותר, הם קרירים יותר, אך יכולים להיות בעלי זיקוקי שמש עזים. למרות שאלו יכולים להיות קטלניים בכל החיים הקיימים או המתפתחים, נראה שהם עשויים לעזור גם לחיים להתחיל. כוכבי הלכת האידיאליים ביותר הם אלה עם מים נוזליים ועם מספיק אור UV שנכנס מכוכביהם כדי להפעיל את הכימיה הדרושה. כפי שציין רימר:

אני לא בטוח עד כמה החיים מותנים, אך בהתחשב בעובדה שיש לנו רק דוגמא אחת עד כה, הגיוני לחפש מקומות הדומים לנו ביותר. יש הבחנה חשובה בין הדרוש למה שמספיק. אבני הבניין נחוצות, אך יתכן שהם לא מספיקים: ייתכן שתוכל לערבב אותם מיליארדי שנים ושום דבר לא קורה. אבל אתה רוצה לפחות להסתכל על המקומות שבהם הדברים הנחוצים קיימים.

האזור המיושב הוא האזור סביב כוכב בו הטמפרטורות עלולות לאפשר מים נוזליים על פני כוכב לכת סלעי כמו כדור הארץ. עם זאת, גורמים אחרים, כמו אור ה- UV מכוכב, ממלאים תפקיד גם בקביעת יכולת הכושר של כוכב הלכת. תמונה דרך פטיגורה / UC ברקלי, הווארד / UH-Manoa, Marcy / UC Berkeley.

כפי שציינה סאת'רלנד, כיום מעריכים כי ישנם טריליונים של כוכבי לכת יבשתיים (סלעיים) שעשויים להתגורר ביקום:

הבנת מושג מה השבר שנקבע, או יכול להיות, מוכתמת לחיים מרתקת אותי. כמובן, להיות ראשוני לחיים זה לא הכל, ואנחנו עדיין לא יודעים עד כמה מקורם של החיים הוא, אפילו בהתחשב בנסיבות חיוביות - אם זה ממש לא סביר אולי אנו לבד, אבל אם לא, יתכן שתהיה לנו חברה.

כמה מהפלנטות שזוהו במחקר התגלו על ידי טלסקופ החלל קפלר, כולל קפלר 452 ב ', בערך 1, 400 שנות אור ממנו, אשר התפרסם כ"בן דודו של כדור הארץ ". על פי ההערכה יש מסה פי חמישה מזו של כדור הארץ, ככל הנראה סלעי, ומסלול במרחבי המגורים הדומים לשמש. זה נחשב לאחד מה- exoplanets העשירים להתיישב, אם כי מחקר אחד השנה טוען שהוא עדיין כוכב לכת מועמד וטרם אושר מלבד קפלר. למרבה הצער זה רחוק מדי מכדי לטלסקופים נוכחיים לנתח את האווירה שלו בחיפוש אחר סמנים ביולוגיים אפשריים.

רימר כתב גם מאמר ל"שיחה " ובו פירוט עבודת צוות המחקר במחקר חדש זה.

בשורה התחתונה: מבין אלפי exoplanets שהתגלו עד כה, מדענים זיהו כמה שיש להם תנאים אידיאליים, עם הטמפרטורות הנכונות ומספיק אור ה- UV, כדי שהחיים יתפסו באופן הדומה לאיך שנחשב שעשו על כדור הארץ הקדום.

מקור: מקורם של מבשרי RNA באקסופלנט

דרך אוניברסיטת קיימברידג '