I jakten på utomjordiskt liv, forskare tenderar att ta det som är känt som "lågt hängande fruktmetoder". Detta består av att leta efter förhållanden som liknar det vi upplever här på jorden, som inkluderar vid syre, organiska molekyler, och mycket flytande vatten. Intressant nog, några av de platser där dessa ingredienser finns i överflöd inkluderar interiören av isiga månar som Europa, Ganymedes, Enceladus och Titan.

Medan det bara finns en jordisk planet i vårt solsystem som kan försörja liv (jorden), det finns flera "Ocean Worlds" som dessa månar. Ta detta ett steg längre, ett team av forskare från Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) genomförde en studie som visade hur potentiellt beboeliga isiga månar med inre hav är mycket mer sannolika än jordlevande planeter i universum.

Studien, med titeln "Subsurface Exolife, " utfördes av Manasvi Lingam och Abraham Loeb från Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) och Institute for Theory and Computation (ITC) vid Harvard University. För deras studies skull, författarna anser allt det som definierar en circumstellar beboelig zon (aka. "Goldilocks Zone") och sannolikheten för att det finns liv inuti månar med inre hav.

Att börja, Lingam och Loeb tar upp tendensen att blanda ihop beboeliga zoner (HZ) med beboelighet, eller att behandla de två begreppen som utbytbara. Till exempel, planeter som är belägna inom en HZ är inte nödvändigtvis kapabla att försörja liv – i detta avseende, Mars och Venus är perfekta exempel. Medan Mars är för kallt och atmosfären är för tunn för att bära liv, Venus drabbades av en skenande växthuseffekt som gjorde att den blev het, helvetes ställe.

Å andra sidan, kroppar som är belägna bortom HZs har visat sig kunna ha flytande vatten och de nödvändiga ingredienserna för att ge upphov till liv. I detta fall, Europas månar, Ganymedes, Enceladus, Dione, Titan, och flera andra tjänar som perfekta exempel. Tack vare förekomsten av vatten och geotermisk uppvärmning orsakad av tidvattenkrafter, dessa månar har alla inre hav som mycket väl skulle kunna försörja liv.

Som Lingam, en postdoktorand forskare vid ITC och CfA och huvudförfattaren till studien, berättade för universe Today via e-post:

"Den konventionella uppfattningen om planetarisk beboelighet är den beboeliga zonen (HZ), nämligen konceptet att "planeten" måste vara belägen på rätt avstånd från stjärnan så att den kan ha flytande vatten på sin yta. Dock, denna definition förutsätter att livet är:(a) ytbaserat, (b) på en planet som kretsar kring en stjärna, och (c) baserat på flytande vatten (som lösningsmedel) och kolföreningar. I kontrast, vårt arbete lättar på antaganden (a) och (b), även om vi fortfarande behåller (c)."

Som sådan, Lingam och Loeb vidgar sin övervägande av beboelighet till att inkludera världar som kan ha biosfärer under ytan. Sådana miljöer går bortom isiga månar som Europa och Enceladus och kan inkludera många andra typer av djupa underjordiska miljöer. Dessutom, det har också spekulerats i att liv skulle kunna existera i Titans metansjöar (dvs metanogena organismer). Dock, Lingam och Loeb valde att istället fokusera på isiga månar.

"Även om vi överväger livet i underjordiska hav under is-/berghöljen, liv kunde också existera i hydratiserade stenar (d.v.s. med vatten) under ytan; det senare kallas ibland för underjordiskt liv, ", sa Lingam. "Vi fördjupade oss inte i den andra möjligheten eftersom många av slutsatserna (men inte alla) för hav under ytan också är tillämpliga på dessa världar. Liknande, som nämnts ovan, vi överväger inte livsformer baserade på exotiska kemi och lösningsmedel, eftersom det inte är lätt att förutsäga deras egenskaper."

I sista hand, Lingam och Loeb valde att fokusera på världar som skulle kretsa runt stjärnor och sannolikt innehålla liv under ytan som mänskligheten skulle kunna känna igen. De gick sedan och bedömde sannolikheten för att sådana kroppar är beboeliga, vilka fördelar och utmaningar livet kommer att behöva hantera i dessa miljöer, och sannolikheten för att sådana världar existerar bortom vårt solsystem (jämfört med potentiellt beboeliga terrestra planeter).

Till att börja, "Ocean Worlds" har flera fördelar när det gäller att stödja livet. Inom det jovianska systemet (Jupiter och dess månar) är strålning ett stort problem, vilket är resultatet av att laddade partiklar fastnar i gasjättarnas kraftfulla magnetfält. Mellan det och månens svaga atmosfärer, livet skulle ha väldigt svårt att överleva på ytan, men livet under isen skulle klara sig mycket bättre.

"En stor fördel som isiga världar har är att de underjordiska haven för det mesta är avstängda från ytan, " sade Lingam. "Därför, UV-strålning och kosmisk strålning (energetiska partiklar), som vanligtvis är skadliga för ytbaserat liv i höga doser, kommer sannolikt inte att påverka förmodat liv i dessa underjordiska hav."

"På den negativa sidan, " han fortsatte, "frånvaron av solljus som en riklig energikälla kan leda till en biosfär som har mycket färre organismer (per volymenhet) än jorden. Dessutom, de flesta organismer i dessa biosfärer är sannolikt mikrobiella, och sannolikheten för att komplext liv ska utvecklas kan vara låg jämfört med jorden. En annan fråga är den potentiella tillgången på näringsämnen (t.ex. fosfor) som är nödvändiga för livet; vi föreslår att dessa näringsämnen bara kan vara tillgängliga i lägre koncentrationer än jorden på dessa världar."

I slutet, Lingam och Loeb fastställde att ett brett spektrum av världar med isskal av måttlig tjocklek kan existera i ett brett spektrum av livsmiljöer i hela kosmos. Baserat på hur statistiskt sannolika sådana världar är, de drog slutsatsen att "Ocean Worlds" som Europa, Enceladus, och andra som dem är ungefär 1000 gånger vanligare än steniga planeter som finns inom HZ för stjärnor.

Dessa fynd har några drastiska konsekvenser för sökandet efter utomjordiskt och extrasolärt liv. Det har också betydande konsekvenser för hur liv kan distribueras genom universum. Som Lingam sammanfattade:

"Vi drar slutsatsen att livet i dessa världar utan tvekan kommer att möta anmärkningsvärda utmaningar. å andra sidan, det finns ingen definitiv faktor som hindrar liv (särskilt mikrobiellt liv) från att utvecklas på dessa planeter och månar. När det gäller panspermi, vi övervägde möjligheten att en frisvävande planet som innehåller exoliv under ytan tillfälligt kunde "fångas" av en stjärna, och att den kanske sådde liv på andra planeter (som kretsar kring den stjärnan). Eftersom det finns många variabler inblandade, inte alla kan kvantifieras korrekt."

Professor Leob – Frank B. Baird Jr. professor i vetenskap vid Harvard University, direktören för ITC, och studiens medförfattare – tillade att att hitta exempel på det här livet erbjuder sina egna utmaningar. Som han berättade för universe Today via e-post:

"Det är mycket svårt att upptäcka liv under ytan på distans (från ett stort avstånd) med hjälp av teleskop. Man kan söka efter överskottsvärme men det kan härröra från naturliga källor, såsom vulkaner. Det mest tillförlitliga sättet att hitta liv under ytan är att landa på en sådan planet eller måne och borra genom inlandsisen. Detta är tillvägagångssättet för ett framtida NASA-uppdrag till Europa i solsystemet."

Utforska konsekvenserna för panspermi ytterligare, Lingam och Loeb övervägde också vad som kan hända om en planet som jorden någonsin kastades ut från solsystemet. Som de noterar i sin studie, Tidigare forskning har visat hur planeter med tjocka atmosfärer eller hav under ytan fortfarande kan stödja liv medan de flyter i det interstellära rymden. Som Loeb förklarade, de övervägde också vad som skulle hända om detta någonsin hände med jorden en dag:

"En intressant fråga är vad som skulle hända med jorden om den kastades ut från solsystemet till kalla rymden utan att värmas upp av solen. Vi har funnit att haven skulle frysa ner till ett djup av 4,4 kilometer men fickor av flytande vatten skulle överleva i de djupaste områdena av jordens hav, som Mariangraven, och livet kunde överleva i dessa återstående sjöar under ytan. Detta innebär att liv under ytan kan överföras mellan planetsystem."

Den här studien tjänar också som en påminnelse om att när mänskligheten utforskar mer av solsystemet (till stor del för att hitta utomjordiskt liv) har det vi hittar också konsekvenser i jakten på liv i resten av universum. Detta är en av fördelarna med tillvägagångssättet "lågt hängande frukt". Det vi inte vet är informerat men vad vi gör, och det vi hittar hjälper till att informera om våra förväntningar på vad vi mer kan hitta.

Och naturligtvis, det är ett väldigt stort universum där ute. Det vi kan hitta kommer sannolikt att gå långt utöver vad vi för närvarande kan känna igen.