Kan liv spridas genom en galax som Vintergatan utan tekniskt ingripande? Den frågan är i stort sett obesvarad. En ny studie tar en sväng på den frågan genom att använda en simulerad galax som liknar Vintergatan. Sedan undersökte de den modellen för att se hur organiska föreningar kan röra sig mellan dess stjärnsystem.

Den centrala frågan inom vetenskapen är förmodligen "Hur började livet?" Det finns ingen större fråga, och det finns inget svar, än så länge. En sekundär fråga är mer lättillgänglig:"Kan livet spridas från stjärna till stjärna?" Det är teorin om panspermi, i ett nötskal.

Jordens historia ställer en viktig fråga när det gäller panspermi. Forskare tror att det inte var tillräckligt med tid mellan när jorden svalnade tillräckligt för att bli beboelig och livets uppkomst. Inte alla forskare tror att självklart. Det finns en rad tankar om saken. Men frågan kvarstår:Fanns det tillräckligt med tid för DNA-baserat liv att komma igång självständigt på jorden, eller spelade panspermi någon roll?

Medan mycket av snacket kring panspermi handlar om enkla livsformer som på något sätt rör sig mellan stjärnor, mer allvarliga tal rör förflyttning av organiska föreningar som är nödvändiga för livet. Forskare har hittat några av dessa föreningar på kometer och på andra ställen ute i rymden. Vi vet nu att de inte nödvändigtvis är sällsynta. Så kan dessa föreningar röra sig från solsystem till solsystem?

Den nya studien har titeln "Panspermia i en Vintergatan-liknande galaxen." Huvudförfattare är Raphael Gobat, från Instituto de Física, Valparaíso, Chile. Tidningen finns tillgänglig på pre-print webbplats arxiv.org.

Så är panspermi en grej? Inuti ett solsystem som vårt, det verkar möjligt. Meteoriter från Mars har landat på jorden, vilket är ganska solida bevis. Om stenar kan göra resan, varför inte kemikalier i eller på dessa stenar? Kan sporer göra den interstellära resan mellan stjärnsystem?

Teamet av forskare satte sig för att svara på den frågan. De arbetade med en simulerad galax från MUGS, McMaster Unbiased Galaxy Simulations. MUGS är en uppsättning av 16 simulerade galaxer skapade av forskare i början av 2000-talet. 2016, Gobat et al lade till en modifierad galaktisk beboelighetsmodell, kallas GH16.

Deras valda galax är g15784. Det är lite mer massivt än Vintergatan och har en historia av stilla sammanslagningar. Det har inte smält ihop med något särskilt massivt på länge, och den kretsar runt av flera sfäriska galaxer.

Teamet beräknade en nivå av beboelighet för varje stjärnpartikel i galaxen. I detta fall, det betyder antalet huvudsekvenser med låg massa stjärnor med jordplaneter inom sina beboeliga zoner. De följde GH16 för att göra det. GH16 tar hänsyn till stjärnmetallicitet, lägsta och högsta massa, bildningshistoria, och de inre och yttre områdena av dess beboelighetszon (HZ.)

De övervägde också effekten av supernovaexplosioner på beboelighet. Den galaktiska kärnan är den mest tätbefolkade delen av galaxen. Så även om det finns fler potentiellt beboeliga planeter där, det finns också mer dödliga supernovor. Den högre tätheten av stjärnor i kärnan betyder att varje beboelig planet har en högre chans att bli obeboelig av en supernova. Den högre metalliciteten i kärnan minskar också beboeligheten, enligt författarna. Det gör den centrala regionen till en tuff plats för panspermi.

Gruppen tittade också på spiralarmarna på g15784. Även om stjärndensiteten är hög där, och så är supernovahastigheter (SNR), de påverkade inte beboeligheten på samma sätt som i bulan. De tittade också på den galaktiska skivan och halo.

Studien visar att panspermi åtminstone är möjligt, även om det inte finns något enkelt svar på frågan. De fann att medan medianbefolkningen ökar med galaktocentrisk radie, medan sannolikheten för panspermi är omvänd. Det beror på den högre stjärndensiteten i den galaktiska utbuktningen.

Men sannolikheten för panspermi är låg i den centrala disken. Det beror på högre supernovahastigheter och en lägre flyktfraktion på grund av högre metallicitet. Den naturliga beboeligheten varierar inte mycket i galaxen, medan sannolikheten för panspermi varierar kraftigt, i flera storleksordningar.

Teamet fann ingen korrelation mellan sannolikheten för panspermia och beboeligheten för den mottagande partikeln. (I den här studien, partikel hänvisar till ett stort antal stjärnor, på grund av simuleringens låga upplösning.)

Slutligen, de fann att panspermia är mindre effektivt än in-situ prebiotisk evolution, även om de säger att de inte kan kvantifiera det exakt.

I sin slutsats, författarna pekar på flera varningar för arbetet. "… först, den inkluderar flera faktorer som vi har betraktat som okända konstanter (t.ex. fångstfraktionen av sporer av målplaneter, förhållandet mellan beboelighet och närvaron av liv, den typiska hastigheten för interstellära objekt, och det absoluta värdet av flyktfraktionen av de interstellära organiska föreningarna från källplaneter)." Som ett resultat, de anser att deras resultat är "... naturligtvis mer kvalitativa än kvantitativa."

De varnar också för att även om en riktig galax som Vintergatan är dynamisk och föränderlig, deras simulerade galax är bara en ögonblicksbild. "Som sådan, dessa resultat gäller bara om den typiska tidsskalan för panspermia är mycket kortare än den dynamiska tidsskalan för en galax."

Det finns andra skillnader mellan den simulerade galaxen och Vintergatan. "Till exempel, vår skengalax har ett större ljusförhållande mellan utbuktning och skiva än den faktiska Vintergatan, och den galaktiska utbuktningen har föreslagits vara väl lämpad för panspermi." Slutligen, de påpekar att MUGS är en lågupplöst simulering, och en simulering med högre upplösning kan ge vissa skillnader i resultaten.

Vi har nyligen besökts av två interstellära objekt:"Oumuamua och kometen 2L/Borisov. Så vi vet att objekt färdas mellan stjärnsystem. Det har förmodligen varit många fler interstellära besökare som vi inte var tekniskt kapabla att se. Och vi vet att organiska byggstenar finns ute i rymden.

Det bevisar inte att organiska byggstenar kan färdas mellan stjärnor, men det verkar möjligt. Tack vare denna forskning, vi kanske vet lite mer om hur troligt det är, och var i en galax det kan utspela sig.