Seit fast zwei Jahrhunderten haben Wissenschaftler die Theorie aufgestellt, dass das Leben durch Meteoroiden, Asteroiden, Planetoiden und andere astronomische Objekte im gesamten Universum verteilt werden kann. Diese als Panspermia bekannte Theorie basiert auf der Idee, dass Mikroorganismen und die chemischen Vorläufer des Lebens den Transport von einem Sternensystem zum nächsten überleben können.
Ein Forscherteam des Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) erweiterte diese Theorie und führte eine Studie durch, in der untersucht wurde, ob Panspermie im galaktischen Maßstab möglich sein könnte. Nach dem von ihnen erstellten Modell stellten sie fest, dass die gesamte Milchstraße (und sogar andere Galaxien) die für das Leben notwendigen Komponenten austauschen könnten.
Die Studie „Galactic Panspermia“ wurde kürzlich online veröffentlicht und wird derzeit von der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Die Studie wurde von Idan Ginsburg, einem Gastwissenschaftler am CfA-Institut für Theorie und Berechnung (ITC), geleitet und umfasste Manasvi Lingam und Abraham Loeb - einen ITC-Postdoktoranden und Direktor des ITC sowie den Frank B. Baird Jr.-Lehrstuhl of Science an der Harvard University.
Wie sie auf ihre Studie hinweisen, haben sich die meisten Untersuchungen zur Panspermie in der Vergangenheit darauf konzentriert, ob das Leben über das Sonnensystem oder benachbarte Sterne verteilt werden könnte. Diese Studien befassten sich insbesondere mit der Möglichkeit, dass Leben über Asteroiden oder Meteoriten zwischen Mars und Erde (oder anderen Sonnenkörpern) übertragen worden sein könnte. Für ihre Studie werfen Ginsburg und seine Kollegen ein breiteres Netz auf die Milchstraße und darüber hinaus.
Wie Dr. Loeb dem Space Magazine per E-Mail mitteilte, kam die Inspiration für diese Studie von dem ersten bekannten interstellaren Besucher unseres Sonnensystems - dem Asteroiden „Oumuamua:
„Nach dieser Entdeckung haben Manasvi Lingam und ich ein Papier geschrieben, in dem wir gezeigt haben, dass interstellare Objekte wie Oumuamua durch ihre Gravitationsinteraktion mit Jupiter und der Sonne erfasst werden können. Das Sonnensystem fungiert als gravitatives „Fischernetz“, das zu einem bestimmten Zeitpunkt Tausende gebundener interstellarer Objekte dieser Größe enthält. Diese gebundenen interstellaren Objekte könnten möglicherweise Leben von einem anderen Planetensystem und im Sonnensystem pflanzen. Die Effektivität des Fischernetzes ist bei einem Doppelsternsystem wie dem nahe gelegenen Alpha Centauri A und B größer, das während seines Lebens Objekte erfassen könnte, die so groß wie die Erde sind. “
„Wir erwarten, dass die meisten Objekte wahrscheinlich felsig sind, aber im Prinzip könnten sie auch eisiger (kometarischer) Natur sein“, fügte Ginsburg hinzu. „Unabhängig davon, ob sie felsig oder eisig sind, können sie aus ihrem Host-System ausgeworfen werden und möglicherweise Tausende von Lichtjahren entfernt reisen. Insbesondere das Zentrum der Galaxie kann als leistungsstarker Motor für die Aussaat der Milchstraße fungieren. “
Diese Studie baut auf früheren Forschungen von Ginsburg, Loeb und Gary A. Wegner vom Wilder Lab am Dartmouth College auf. In einer 2016 veröffentlichten Studie in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical SocietySie schlugen vor, dass das Zentrum der Milchstraße das Instrument sein könnte, durch das Hypervelocity-Sterne aus einem binären System ausgestoßen und dann von einem anderen System erfasst werden.
Für diese Studie erstellte das Team ein analytisches Modell, um festzustellen, wie wahrscheinlich es ist, dass Objekte auf galaktischer Ebene zwischen Sternensystemen gehandelt werden. Wie Loeb erklärte:
„In der neuen Arbeit haben wir berechnet, wie viele felsige Objekte, die aus einem Planetensystem ausgestoßen werden, von einem anderen in der gesamten Milchstraßengalaxie eingefangen werden können. Wenn das Leben eine Million Jahre überleben kann, könnte es über eine Million Objekte in Oumuamua-Größe geben, die von einem anderen System erfasst werden und Leben zwischen Sternen übertragen können. Daher ist Panspermie nicht ausschließlich auf Waagen in Sonnensystemgröße beschränkt, und die gesamte Milchstraße könnte möglicherweise biotische Komponenten über große Entfernungen austauschen. “
"Unser physikalisches Modell berechnete die Erfassungsrate von Objekten in der Milchstraße, die stark von der Geschwindigkeit und der Lebensdauer aller Organismen abhängt, die sich auf dem Objekt bewegen können", fügte Ginsburg hinzu. "Niemand hat zuvor eine solche Berechnung durchgeführt, und wir finden, dass dies ziemlich neu und aufregend ist."
Daraus ergab sich, dass die Möglichkeit einer galaktischen Panspermie auf einige wenige Variablen zurückzuführen ist. Zum einen hängt die Erfassungsrate von Objekten, die aus Planetensystemen ausgeworfen werden, von der Geschwindigkeitsdispersion sowie der Größe des erfassten Objekts ab. Zweitens hängt die Wahrscheinlichkeit, dass das Leben von einem System auf ein anderes verteilt werden kann, stark von der Überlebenslebensdauer der Organismen ab.
Am Ende stellten sie jedoch fest, dass die gesamte Milchstraße selbst im schlimmsten Fall biotische Komponenten über große Entfernungen austauschen könnte. Kurz gesagt, sie stellten fest, dass Panspermie auf galaktischen Skalen und sogar zwischen Galaxien lebensfähig ist. Wie Ginsburg sagte:
„Kleinere Objekte werden eher erfasst. Wenn Sie den Saturnmond Enceladus (der an sich sehr interessant ist) als Beispiel betrachten, schätzen wir, dass bis zu 100 Millionen solcher lebenstragenden Objekte von einem System zum anderen gereist sind! Auch hier denke ich, dass es wichtig ist zu beachten, dass unsere Berechnung für lebenserhaltende Objekte gilt. "
Die Studie stützt auch eine mögliche Schlussfolgerung, die in zwei früheren Studien von Loeb und James Guillochon (einem Einstein-Fellow des ITC) aus dem Jahr 2014 gezogen wurde. In der ersten Studie haben Loeb und Guillochon das Vorhandensein von Hypervelocity-Sternen (HVS) auf galaktische Fusionen zurückgeführt , was dazu führte, dass sie ihre jeweiligen Galaxien mit semi-relativistischen Geschwindigkeiten verließen - ein Zehntel bis ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit.
In der zweiten Studie stellten Guillochon und Loeb fest, dass es im intergalaktischen Raum ungefähr eine Billion HVS gibt und dass Hypervelocity-Sterne ihre Planetensysteme mitbringen könnten. Diese Systeme wären daher in der Lage, Leben (das sogar die Form fortgeschrittener Zivilisationen annehmen könnte) von einer Galaxie zur anderen zu verbreiten.
"Im Prinzip könnte das Leben sogar zwischen Galaxien übertragen werden, da einige Sterne aus der Milchstraße entkommen", sagte Loeb. „Vor einigen Jahren haben wir mit Guillochon gezeigt, dass das Universum voller Sterne ist, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit durch Paare massereicher Schwarzer Löcher (die bei Galaxienfusionen entstanden sind) aus Galaxien ausgestoßen wurden Schleudern. Diese Sterne könnten möglicherweise Leben im gesamten Universum übertragen. “
So wie es aussieht, wird diese Studie sicherlich immense Auswirkungen auf unser Verständnis des Lebens haben, wie wir es kennen. Anstatt mit einem Meteoriten auf die Erde zu kommen, möglicherweise vom Mars oder irgendwo anders im Sonnensystem, könnten die notwendigen Bausteine für das Leben von einem anderen Sternensystem (oder einer anderen Galaxie) vollständig auf die Erde gekommen sein.
Vielleicht werden wir eines Tages einem Leben jenseits unseres Sonnensystems begegnen, das zumindest auf genetischer Ebene Ähnlichkeit mit unserem eigenen hat. Vielleicht stoßen wir sogar auf einige fortgeschrittene Arten, die entfernte (sehr entfernte) Verwandte sind, und überlegen gemeinsam, woher die Grundzutaten stammen, die uns alle möglich gemacht haben.
