W przestrzeni, którą życie może nazwać swoim domem, są duże przestrzenie, a widok z takiego domu zapiera dech w piersiach. W galaktyce Drogi Mlecznej unosi się wiele milionów zimnych brązowych karłów - subgwiazdowych obiektów, które mają masę wielokrotnie większą od Jowisza, ale nie są wystarczająco duże, aby stać się gwiazdą. Według nowych badań atmosfera w ich górnych warstwach ma mniej więcej takie samo ciśnienie i temperaturę jak na Ziemi, dlatego mogą tam żyć mikroby unoszące się we wznoszących się prądach powietrza.
Badanie to rozszerza koncepcję strefy nadającej się do zamieszkania na szeroką gamę światów, które wcześniej nie były nawet uważane za kandydatów na siedlisko na całe życie. „Planeta taka jak Ziemia ze stałą powierzchnią nie jest wcale konieczna” - mówi Jack Yates, planetolog z Uniwersytetu w Edynburgu, który kieruje badaniami.
Życie w atmosferze to nie tylko ptaki. Biolodzy od wielu lat wiedzą o mikrobach, które unoszą się wraz z masami powietrza wysoko nad powierzchnią ziemi. W 1976 roku Carl Sagan zasugerował istnienie ekosystemu, który mógłby ewoluować w górnych warstwach Jowisza, odbierając energię ze światła słonecznego. Nie jest wykluczone istnienie swego rodzaju niebiańskiego planktonu - małych mikroorganizmów, które nazwał „ciężarkami”. Mogą też istnieć „pływaki” podobne do balonów, które unoszą się lub opadają w atmosferze, zmieniając swoje ciśnienie wewnętrzne. Od tamtej pory astronomowie rozważali również możliwość występowania drobnoustrojów w atmosferze dwutlenku węgla nad niegościnną powierzchnią Wenus.
Yeats i jego koledzy wykorzystali te pomysły i założenia dla światów, których Sagan nie był świadomy. Niektóre zimne brązowe karły odkryte w 2011 roku mają temperaturę powierzchniową zbliżoną do temperatury pokojowej lub niższą, więc warunki w niższej atmosferze mogą być całkiem komfortowe. W marcu 2013 roku astronomowie odkryli brązowego karła WISE 0855-0714, który znajduje się zaledwie siedem lat świetlnych od nas i ma w swojej atmosferze chmury wodne. Yeats i jego koledzy postanowili zmodernizować obliczenia Sagana, aby określić rozmiar, gęstość i strategię życiową drobnoustrojów, które można znaleźć w nadających się do zamieszkania częściach rozległej atmosfery, składającej się głównie z wodoru. Zejdź zbyt nisko i daj się zmiażdżyć lub upiec. Wejdź zbyt wysoko i możesz zamienić się w lód.
W takim świecie małe „ciężarki”, takie jak mikroby w ziemskiej atmosferze lub nawet mniejsze, są bardziej prawdopodobne niż „pływaki” Sagana. Pisali o tym autorzy nowego badania w nowym numerze The Astrophysical Journal. Ale wiele zależy od pogody. Jeśli prądy wznoszące na wolno latających brązowych karłach są silne (i wygląda na to, że są, patrząc na gazowych gigantów, takich jak Jowisz czy Saturn), cięższe stworzenia mogą tam znaleźć swoją niszę. W przypadku braku światła słonecznego mogą odżywiać się chemicznymi substancjami odżywczymi. Obserwacje zimnych brązowych karłów pokazują, że zawierają one większość składników, na bazie których powstało i istnieje życie ziemskie: węgiel, wodór, azot i tlen, ale nie fosfor.
To czysto spekulatywny pomysł, ale warto go rozważyć, mówi Duncan Forgan, astrobiolog z University of St Andrews w Wielkiej Brytanii, który nie był zaangażowany w badanie, ale zna uczestników. „Otwiera to nowe horyzonty pod względem liczby obiektów, na które możemy spojrzeć, zakładając, że nadają się do zamieszkania”.
Jak dotąd odkryto tylko kilkadziesiąt chłodnych brązowych karłów, chociaż statystyki wskazują, że w promieniu 30 lat świetlnych od Ziemi powinno być ich około 10. Są to dobre obiekty do badania za pomocą Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, który jest bardzo czuły w zakresie podczerwieni. gdzie brązowe karły świecą najjaśniej. Po wystrzeleniu obserwatorium kosmicznego w 2018 roku teleskop pomoże określić pogodę i skład atmosferyczny tych karłów - mówi astronom Jackie Faherty, który pracuje w Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie. „Wkrótce będziemy mieli doskonałe właściwości widmowe tych obiektów” - mówi. "Myślę o tym cały czas."
Poszukiwanie życia będzie wymagało znalezienia silnych cech widmowych produktów ubocznych drobnoustrojów, takich jak metan lub tlen, a następnie oddzielenia ich od innych reakcji i procesów, mówi Faerty. Kolejnym zadaniem jest wyjaśnienie, jak mogło powstać życie w środowisku, w którym nie ma skał oddziałujących z wodą w postaci kominów hydrotermalnych - w końcu uważa się, że to w nich powstało życie ziemskie. Być może życie mogło ewoluować w wyniku reakcji chemicznych na powierzchni cząstek pyłu unoszących się w atmosferze brązowych karłów. A może przybyła jako podróżnik na asteroidzie, a następnie zapewniła przyczółek na zdobytym przyczółku. „Obecność małych mikrobów, które wlatują i wylatują z atmosfery brązowego karła, jest wspaniała” - mówi Forgan. "Ale najpierw musisz się tam dostać."
Film promocyjny: