Al bijna twee eeuwen theoretiseren wetenschappers dat het leven door het heelal kan worden verspreid door meteoroïden, asteroïden, planetoïden en andere astronomische objecten. Deze theorie, bekend als Panspermia, is gebaseerd op het idee dat micro-organismen en de chemische voorlopers van het leven kunnen overleven terwijl ze van het ene sterrensysteem naar het andere worden getransporteerd.
Voortbordurend op deze theorie voerde een team van onderzoekers van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) een studie uit die overwoog of panspermie mogelijk was op galactische schaal. Volgens het model dat ze creëerden, stelden ze vast dat de hele Melkweg (en zelfs andere sterrenstelsels) de componenten die nodig zijn voor het leven zou kunnen uitwisselen.
De studie, "Galactic Panspermia", is onlangs online verschenen en wordt beoordeeld voor publicatie door de Maandelijkse aankondigingen van de Royal Astronomical Society. De studie werd geleid door Idan Ginsburg, een gastonderzoeker aan het CfA's Institute for Theory and Computation (ITC), en omvatte Manasvi Lingam en Abraham Loeb - een ITC-postdoctoraal onderzoeker en de directeur van de ITC en de Frank B. Baird Jr.-voorzitter of Science aan de Harvard University.
Zoals ze hun onderzoek aangeven, was het grootste deel van het eerdere onderzoek naar panspermie gericht op de vraag of het leven via het zonnestelsel of naburige sterren had kunnen worden verspreid. Meer specifiek richtten deze studies zich op de mogelijkheid dat leven via asteroïden of meteorieten zou kunnen zijn overgedragen tussen Mars en de aarde (of andere zonnelichamen). Omwille van hun studie wierpen Ginsburg en zijn collega's een breder net uit, kijkend naar de Melkweg en verder.
Zoals Dr. Loeb via e-mail aan Space Magazine vertelde, kwam de inspiratie voor deze studie van de eerste bekende interstellaire bezoeker van ons zonnestelsel - de asteroïde ‘Oumuamua:
“Na die ontdekking schreven Manasvi Lingam en ik een paper waarin we lieten zien dat interstellaire objecten zoals` Oumuamua konden worden vastgelegd door hun zwaartekrachtsinteractie met Jupiter en de zon. Het zonnestelsel fungeert als een zwaartekrachtsvisnet dat op elk moment duizenden gebonden interstellaire objecten van deze omvang bevat. Deze gebonden interstellaire objecten zouden mogelijk leven kunnen planten vanuit een ander planetair systeem en in het zonnestelsel. De effectiviteit van het visnet is groter voor een dubbelstersysteem, zoals de nabijgelegen Alpha Centauri A en B, die tijdens hun leven objecten zo groot als de aarde zouden kunnen vangen. ”
"We verwachten dat de meeste objecten waarschijnlijk rotsachtig zijn, maar in principe kunnen ze ook ijzig (komeet) van aard zijn", voegde Ginsburg eraan toe. “Ongeacht of ze rotsachtig of ijzig zijn, ze kunnen uit hun gastheersysteem worden verwijderd en mogelijk duizenden lichtjaren ver reizen. Met name het centrum van de melkweg kan als een krachtige motor fungeren om de Melkweg te zaaien. ”
Deze studie bouwt voort op eerder onderzoek uitgevoerd door Ginsburg, Loeb en Gary A. Wegner van het Wilder Lab aan het Dartmouth College. In een studie uit 2016, gepubliceerd in de Maandelijkse aankondigingen van de Royal Astronomical Society, suggereerden ze dat het centrum van de Melkweg het instrument zou kunnen zijn waardoor hypervelocity-sterren uit een binair systeem worden uitgestoten en vervolgens door een ander systeem worden gevangen.
Omwille van deze studie heeft het team een analytisch model gemaakt om te bepalen hoe waarschijnlijk het is dat objecten op galactische schaal tussen sterrenstelsels worden verhandeld. Zoals Loeb uitlegde:
“In het nieuwe artikel hebben we berekend hoeveel rotsachtige objecten die uit het ene planetaire systeem worden uitgestoten, door een ander in het hele Melkwegstelsel kunnen worden gevangen. Als het leven een miljoen jaar kan overleven, kunnen er meer dan een miljoen objecten van Oumuamua-formaat zijn die worden vastgelegd door een ander systeem en die het leven tussen sterren kunnen overdragen. Daarom is panspermie niet uitsluitend beperkt tot weegschalen ter grootte van een zonnestelsel, en de hele Melkweg zou mogelijk biotische componenten kunnen uitwisselen over grote afstanden. "
"[Ons] fysieke model berekende de opnamesnelheid van objecten in de Melkweg die sterk afhangen van de snelheid en de levensduur van alle organismen die op het object kunnen reizen", voegde Ginsburg eraan toe. "Niemand had eerder zo'n berekening gemaakt, en wij vinden dit vrij nieuw en spannend."
Hieruit ontdekten ze dat de mogelijkheid van galactische panspermie tot een aantal variabelen kwam. Ten eerste is de opnamesnelheid van objecten die uit planetaire systemen worden uitgestoten afhankelijk van de snelheidsverspreiding en de grootte van het vastgelegde object. Ten tweede is de kans dat leven van het ene systeem naar het andere kan worden gedistribueerd sterk afhankelijk van de overlevingslevensduur van de organismen.
Uiteindelijk ontdekten ze echter dat zelfs in het ergste geval de hele Melkweg biotische componenten over grote afstanden zou kunnen uitwisselen. Kortom, ze stelden vast dat panspermie levensvatbaar is op galactische schalen, en zelfs tussen sterrenstelsels. Zoals Ginsburg zei:
'Kleinere objecten worden eerder vastgelegd. Als je de maan Enceladus van Saturnus (die op zich al erg interessant is) als voorbeeld beschouwt, schatten we dat maar liefst 100 miljoen van dergelijke levensdragende objecten van het ene systeem naar het andere kunnen zijn gereisd! Nogmaals, ik denk dat het belangrijk is om op te merken dat onze berekening voor levensdragende objecten is. "
De studie ondersteunt ook een mogelijke conclusie die is getrokken uit twee eerdere studies uitgevoerd door Loeb en James Guillochon (een Einstein Fellow bij de ITC) in 2014. In de eerste studie traceerden Loeb en Guillochon de aanwezigheid van hypervelocity stars (HVS's) tot galactische fusies , waardoor ze hun respectievelijke sterrenstelsels met semi-relativistische snelheden verlieten - een tiende tot een derde van de lichtsnelheid.
In de tweede studie bepaalden Guillochon en Loeb dat er ongeveer een biljoen HVS's zijn in de intergalactische ruimte en dat hypervelocity-sterren hun planetaire systemen met zich mee zouden kunnen brengen. Deze systemen zouden daarom in staat zijn om leven (dat zelfs de vorm zou kunnen aannemen van geavanceerde beschavingen) van het ene melkwegstelsel naar het andere te verspreiden.
'In principe zou het leven zelfs kunnen worden overgedragen tussen sterrenstelsels, aangezien sommige sterren uit de Melkweg ontsnappen', zei Loeb. “Enkele jaren geleden hebben we met Guillochon laten zien dat het heelal vol zit met een zee van sterren die met snelheden tot een fractie van de lichtsnelheid uit sterrenstelsels werden uitgestoten door paren van massieve zwarte gaten (gevormd tijdens fusies van sterrenstelsels) die als katapulten. Deze sterren kunnen mogelijk het leven in het hele universum overdragen. '
Zoals het er nu uitziet, zal deze studie ongetwijfeld enorme implicaties hebben voor ons begrip van het leven zoals wij het kennen. In plaats van met een meteoriet naar de aarde te komen, mogelijk van Mars of ergens anders in het zonnestelsel, hadden de noodzakelijke bouwstenen voor leven volledig vanuit een ander sterrenstelsel (of een ander sterrenstelsel) op aarde kunnen zijn aangekomen.
Misschien zullen we op een dag leven buiten ons zonnestelsel tegenkomen dat enige gelijkenis vertoont met het onze, tenminste op genetisch niveau. Misschien komen we zelfs een aantal geavanceerde soorten tegen die verre (zeer verre) verwanten zijn, en collectief nadenken waar de basisingrediënten die ons allemaal mogelijk maakten vandaan kwamen.
