Ciencias

¿Qué pasaría si la vida en la Tierra comenzara cuando objetos interestelares chocaron aquí? : Alerta científica

Acerca de 19 de octubre de 2017astrónomos con el Encuesta Pan-STARRS ha detectado por primera vez un objeto interestelar (ISO) que pasa por nuestro Sistema Solar. El objeto, conocido como 1I/2017 U1 Oumuamua, suscitó un importante debate científico y sigue siendo controvertido hoy en día.

Una cosa en la que todos estuvieron de acuerdo fue que la detección de este objeto indicaba que los ISO ingresan regularmente a nuestro Sistema Solar. Es más, investigaciones posteriores revelaron que ocasionalmente algunos de estos objetos llegan a la Tierra en forma de meteoritos e impactan contra la superficie.

Esto plantea una pregunta muy importante: si los ISO han estado llegando a la Tierra durante miles de millones de años, ¿traen consigo los ingredientes para la vida?

En un artículo recienteUn equipo de investigadores consideró las implicaciones de que los ISO sean responsables de la panspermia, la teoría de que las semillas de la vida existen en todo el Universo y están distribuidas por asteroides, cometas y otros objetos celestes.

Según sus resultados, los ISO podrían potencialmente sembrar cientos de miles (o posiblemente miles de millones) de planetas similares a la Tierra en toda la Vía Láctea.

El equipo estaba dirigido por David Cao, un estudiante de último año de Escuela secundaria de ciencia y tecnología Thomas Jefferson (TJSST). Estaba acompañado por Peter Plavchanprofesor asociado de física y astronomía en la Universidad George Mason (GMU) y director de los Observatorios Mason, y michael veranosProfesor de astrofísica y ciencias planetarias en GMU.

Tu rol, «Las implicaciones de 'Oumuamua sobre la panspermia,» apareció recientemente en línea y está siendo revisado para su publicación por la Sociedad Astronómica Estadounidense (AAS).

Para resumir brevemente, la panspermia es la teoría de que la vida fue introducida en la Tierra por objetos del medio interestelar (ISM). Según esta teoría, esta vida tomó la forma de bacterias extremófilas capaces de sobrevivir a las duras condiciones del espacio.

A través de este proceso, la vida se distribuye por todo el cosmos a medida que los objetos atraviesan el ISM hasta llegar e impactar en planetas potencialmente habitables. Esto hace que la panspermia sea sustancialmente diferente de las teorías contrapuestas sobre cómo comenzó la vida en la Tierra (también conocida como abiogénesis), de las cuales la más ampliamente aceptada es Hipótesis del mundo del ARN.

Esta hipótesis afirma que el ARN precedió al ADN y las proteínas en la evolución, lo que finalmente condujo a la primera vida en la Tierra (es decir, que surgió de forma autóctona).

Pero como Cao le dijo a Universe Today por correo electrónico, la panspermia es difícil de evaluar:

«La panspermia es difícil de evaluar porque requiere que se incorporen muchos factores diferentes, muchos de los cuales no están restringidos y son desconocidos. Por ejemplo, debemos considerar la física detrás de la panspermia (cuántos objetos colisionaron con la Tierra antes de la primera evidencia fosilizada). ¿para la vida?), factores biológicos (¿pueden los extremófilos resistir la radiación gamma de las supernovas?), etc.

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«Además de cada uno de estos factores, hay preguntas para las que todavía no tenemos respuestas, o no podemos modelar eficazmente, por ejemplo, el número de extremófilos que realmente llegan a la Tierra incluso si un objeto con vida choca con la Tierra, y el probabilidad de que la vida realmente pueda comenzar a partir de extremófilos extraterrestres. La combinación de estos factores, junto con muchos otros, como el ritmo cambiante de formación estelar y la reciente detección de varios planetas errantes y flotantes, hace que la panspermia sea difícil de evaluar y, por lo tanto, nuestra La comprensión de la plausibilidad de la panspermia cambia constantemente».

Impresión artística del objeto interestelar 'Oumuamua, experimentando desgasificación cuando abandona nuestro Sistema Solar. (ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser)

La detección de 'Oumuamua en 2017 constituyó un importante punto de inflexión para la astronomía, ya que era la primera vez que se observaba una ISO.

El hecho de que se detectara indicaba que tales objetos eran estadísticamente significativos en el Universo y que los ISO probablemente pasaban regularmente por el Sistema Solar (algunos de los cuales probablemente sean todavía estar aquí).

Dos años después, se detectó un segundo ISO ingresando al Sistema Solar (2I/Borisov), excepto que esta vez no había ningún misterio sobre su naturaleza. A medida que se acercaba a nuestro Sol, 2I/Borisov formó una cola, lo que indica que se trataba de un cometa.

Investigaciones posteriores han demostrado que algunos de estos objetos se convierten en Meteoritos que impactan la superficie de la Tierra., e incluso algunos han sido identificados. Eso incluye CNEO 2014-01-08un meteoro que cayó en el Océano Pacífico en 2014 (y fue objeto de estudio por parte del Proyecto Galileo).

Como explicó Cao, la detección de estos visitantes interestelares también tiene implicaciones para la panspermia y el debate en curso sobre los orígenes de la vida en la Tierra:

«Oumuamua sirve como un nuevo punto de datos para los modelos de panspermia, ya que podemos usar sus propiedades físicas, particularmente su masa, tamaño (radio esférico) y la densidad numérica ISM implícita, para modelar la densidad numérica y la densidad de masa de los objetos en el medio interestelar. Estos modelos nos permiten estimar la densidad de flujo y el flujo de masa de objetos en el medio interestelar, y con estos modelos podemos aproximarnos al número total de objetos que han impactado la Tierra durante 0,8 mil millones de años (que es el período de tiempo hipotético entre el impacto de La formación de la Tierra y las primeras evidencias de vida).

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“Conocer el número total de eventos de colisión en la Tierra durante este período de 0,8 mil millones de años es vital para la panspermia, ya que un mayor número de eventos de colisión con objetos interestelares durante este período implicaría una mayor probabilidad de panspermia.

«En resumen, las propiedades físicas del interestelar 'Oumuamua permiten la creación de modelos matemáticos que determinan la plausibilidad de la panspermia».

Además de modelos matemáticos que consideran la física detrás de la panspermia, es decir, densidad numérica, densidad de masa, eventos de impacto total, etc. – Cao y sus colegas aplicaron un modelo biológico que describe el tamaño mínimo de objeto necesario para proteger a los extremófilos de eventos astrofísicos (supernovas, explosiones de rayos gamma, grandes impactos de asteroides, estrellas pasajeras, etc.).

Como se analizó en un artículo anterior, investigaciones recientes han demostrado que Los rayos cósmicos erosionan todos los ISO excepto los más grandes. antes de llegar a otro sistema.

Estas consideraciones adicionales afectan en última instancia a la cantidad de objetos que impactarán la Tierra (que no han sido esterilizados por fuentes astrofísicas) y la plausibilidad de la panspermia.

«Para obtener el tamaño mínimo del objeto, aplicamos varios modelos, por ejemplo, el método de empaquetamiento esférico para proporcionar una estimación aproximada de la distancia de una eyección al progenitor de supernova más cercano (usando Orión A, un denso cúmulo estelar, como nuestro modelo), la radiación gamma que golpea el material eyectado y el coeficiente de atenuación (cuánta radiación absorbe el material eyectado) basado en la composición química más probable del material eyectado (hielo de agua)», dijo Cao.

Basándose en sus modelos físicos y biológicos combinados, el equipo obtuvo estimaciones del número de eyecciones que llegaron a la Tierra antes de que surgiera la vida. Según la evidencia fosilizada más antigua encontrada en Australia occidental (a partir de rocas que datan del Eón Arcaico), las primeras formas de vida aparecieron ca. Hace 3.500 millones de años. Cao dijo:

«Concluimos que la probabilidad máxima de que la panspermia haya desencadenado vida en la Tierra es del orden de magnitud 10-5, o 0,001 por ciento. Aunque esta probabilidad parece baja, en las condiciones más optimistas, hay potencialmente 4 × 109 exoplanetas en la zona total mundo habitable en nuestra Galaxia, lo que podría indicar un total de 104 mundos habitables que albergan vida.

«Además, restringimos nuestro análisis a los primeros 800 millones de años de la historia de la Tierra, antes de la primera evidencia fosilizada de vida, pero debido a que la vida puede sembrarse en cualquier punto de la vida de un planeta, y los planetas tienen una esperanza de vida habitable significativamente más larga (hasta a 5 años -10 mil millones de años), hemos aumentado nuestra estimación del número total de mundos habitables que albergan vida en nuestra Galaxia en un orden de magnitud».

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A partir de esto, Cao y sus colegas obtuvieron un resultado final de alrededor de 105 planetas habitables que podrían albergar vida en nuestra galaxia. Sin embargo, estas estimaciones se basan en las proyecciones más optimistas sobre la habitabilidad planetaria.

En otras palabras, se supone que todos los planetas rocosos del tamaño de la Tierra que orbitan dentro de zonas habitables son capaces de albergar vida, lo que significa que tienen atmósferas espesas, campos magnéticos, agua líquida en sus superficies y todos los materiales expulsados ​​con vida que sobreviven al entrar en nuestra atmósfera son capaz de depositar microbios en la superficie.

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Como resumió Cao, sus resultados no prueban la panspermia ni resuelven el debate sobre los orígenes de la vida aquí en la Tierra. Sin embargo, proporcionan información valiosa y limitaciones sobre la posibilidad de que la vida surgiera aquí a través de objetos como 'Oumuamua.

Pase lo que pase, estos descubrimientos probablemente tendrán implicaciones importantes para la astrobiología, que se está convirtiendo en un campo cada vez más diverso:

«Incorporamos física, biología y química al estudio de la panspermia como origen de la vida, y es raro tener una gama tan diversa de temas en un área de investigación. Creo que la astrobiología tiende a volverse más interdisciplinaria, lo que Creo que es una tendencia positiva porque permitiría a expertos de todos los ámbitos avanzar en la astrobiología.

«Nuestra investigación puede contribuir a esta tendencia. En términos de nuestros hallazgos sobre la panspermia, la probabilidad de que la panspermia desencadene vida en la Tierra es poco probable, pero el número de planetas con zonas habitables que albergan vida en nuestra galaxia es sustancialmente mayor.

“Futuros estudios de astrobiología podrían utilizar estos hallazgos para avanzar en nuestra investigación sobre la panspermia. Sin embargo, no incorporamos ni conocemos todos los factores que pueden afectar la plausibilidad de la panspermia.

“Creo que nuestros hallazgos abren nuevas líneas de investigación para futuros estudios sobre panspermia, actualizando nuestros modelos o incorporando factores adicionales.

«Un posible área de estudio, si encontramos evidencia de vida en otros mundos en el futuro, ya sea en nuestro Sistema Solar o mediante biofirmas en atmósferas de exoplanetas, es considerar pruebas experimentales y observacionales para distinguir entre la vida que llegó a través del mecanismo. de panspermia o vida que evolucionó y surgió de forma independiente».

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.

Prudencia Febo

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