Ar Žemė galėjo pasėti Jupiterio palydove Europoje bakterijų gyvybę, kur ji galėjo įsitvirtinti Europos vandenyne ir galbūt išsivystyti į kažką daugiau? Tokią hipotezę iškelia naujas straipsnis, paskelbtas Zazos Osmanovo iš Tbilisio laisvojo universiteto Gruzijoje, paskelbtas Tarptautiniame astrobiologijos žurnale (the International Journal of Astrobiology).
Osmanovas apskaičiuoja tikimybę, kad dulkių dalelės, kuriose yra gyvų bakterijų, buvo išsviestos iš Žemės gravitacinio lauko ir nukeliavo į ledinį Jupiterio palydovą Europą, kur jos galėjo nusileisti nesunaikintos ir prasiskverbti pro plyšius Europos lede, po kuriuo slypi didžiulė jūra, kurioje, mokslininkų manymu, gali būti gyvybė.
Panspermijos, kai paprasta gyvybė į Žemę atkeliauja iš kitų Visatos vietų, galimybė aptariama jau dešimtmečius. Dulkės, meteoroidai, asteroidai ir kometos, susidūrusios su Žeme, galėjo turėti gyvybės formų.
Hipotezės neįmanoma patikrinti eksperimentiškai, tačiau straipsnyje, paskelbtame Osmanovas, kuris taip pat yra susijęs su Gruzijos nacionaline astrofizikos observatorija, tai vadina „atvirkštinės panspermijos problema“ ir apskaičiavo, kad „per 5 milijardus metų dulkių grūdeliai tarpžvaigždinėje terpėje gali nukeliauti šimtų parsekų atstumu“.
Be to, atsižvelgiant į žvaigždžių pasiskirstymą Paukščių Take, „kiekvienos planetos skleidžiamos dalelės pasieks net 105 žvaigždžių sistemas“. Be to, Osmanovas nustatė, kad iš vienos planetos gyvybė gali būti perkelta į maždaug tūkstantį žvaigždžių sistemų.
Raudona linija yra dulkių grūdelio, keliaujančio iš Žemės, esančios 1 astronominio vieneto (AU) atstumu, trajektorija į Jupiterio aplinką, esančią 5 AU atstumu, naudojant tekste panaudotus parametrus ir prielaidas.
Kaip veikia Europos atvejis
Naudodamas metodus, panašius į tuos, kurie buvo naudojami ankstesniame straipsnyje, Osmanovas laikė Žemę dulkių grūdelių kilmės vieta, o Europą su unikaliomis ledo ir vandenyno ypatybėmis – jų galutiniu tašku. Jis savo analizę suskirsto į tris dalis:
Ar gyvybę nešiojantys dulkių grūdeliai galėjo ištrūkti iš Žemės gravitacinio lauko ir kokiais kiekiais?
Ar tokie dulkių grūdeliai galėjo nusileisti ant Europos jų nesunaikinus ir kokiais kiekiais?
Jei jie nusileido, ar tokie grūdeliai galėjo prasiskverbti pro storą Europos ledo plutą ir pasiekti jos skystą paviršių?
Maždaug mikrono (milijoninės metro dalies) dydžio dulkių dalelėse gali būti maždaug tokio pat dydžio suspaustų bakterijų. Be to, kad bakterijos išgyventų bet kokią kelionę, jų temperatūra negali viršyti maždaug 300 kelvinų (apie 27 °C).
Dulkių grūdelius į viršų neša atmosferos turbulencija; Atsižvelgiant į energiją, kurią gauna dalelė, esanti 150 kilometrų aukštyje, susidūrusi su kosminėmis dulkėmis, leido apskaičiuoti maksimalų dulkių grūdelio perduodamą greitį – 14 km/s, kuris viršija Žemės pabėgimo greitį – 11,2 km/s.
Paprastesnė fizika rodo, kad dalelė, būdama toli nuo Žemės, turėtų 8,4 km/s greitį, maždaug 10 % greičiau nei Tarptautinė kosminė stotis skrieja aplink planetą. Tai tęstųsi visus 3,5 milijardo metų, kai Žemėje egzistuoja paprasta gyvybė.
Iš Žemės į Europą
Palikusias Žemę dulkių daleles veikia trys jėgos: Saulės spinduliuotės slėgis, Jupiterio gravitacinė jėga (kuri dominuoja Saulės gravitacinėje jėgoje, kai grūdelis nukeliauja apie 97 % atstumo tarp Saulės ir Jupiterio) ir vidutinė tarpplanetinės terpės Saulės sistemoje pasipriešinimo jėga.
Osmanovas išsprendžia dulkių grūdelio judėjimo lygtis ir nustato, kad jo greitis prie Jupiterio yra 20,1 km/s. Grūdelėlio smūgis į Europą yra didžiausias, kai jis krinta tiesiai žemyn palydovo paviršiaus atžvilgiu. Naudodamas dulkių grūdelio savitąją šilumą, jis nustato, kad tik tie grūdeliai, kurie krinta labai mažu kampu – 1 laipsniu paviršiaus atžvilgiu – išgyvena smūgį, o tai reiškia, kad nusileidimą išgyvena tik apie trys iš tūkstančio bakterijų.
Maždaug vienos dalelės kvadratiniame centimetre per sekundę srautas palieka Žemę per susidūrimą su kosminėmis dulkėmis atmosferoje, arba maždaug 5 x 1018 dalelių per sekundę, vienodai išstumtų visomis kryptimis. Pasitelkęs geometriją, kad nustatytų dulkių dalelių, patenkančių į Jupiterio gravitacinę zoną, dalį, Osmanovas nustato, kad apie 300 milijonų tokių dalelių iš Žemės kas sekundę turėtų pasiekti Europos paviršių.
Be aukščiau pateiktų, Osmanovas naudoja dar du mokslinės literatūros rezultatus: bakterijos, nusileidusios Europos paviršiuje, yra „deaktyvuojamos“ maždaug per 10 000 metų, o apie 20–40 % palydovo ledo, kuriam yra 30–80 milijonų metų, suyra dėl potvynių kaitinimo ir trinties, kurią sukelia titaniškos Jupiterio jėgos.
Modeliavimai parodė, kad ledo regionai gali ištirpti maždaug per 1000 metų, nunešdami bakterijas į vandenyno paviršių, o platesnės, dešimčių kilometrų pločio skylės atsiranda maždaug per 10 000 metų.
Ką tai galėtų reikšti
Apibendrindamas visus šiuos rezultatus, Osmanovas nustato, kad „bendras dalelių skaičius per minėtą laikotarpį yra maždaug (3–8) x 1023“ arba artimas moliui dalelių. Tai, anot jo, „rodo gyvybės egzistavimo tikimybę požeminiame Europos vandenyne, jei biologinės ir biocheminės sąlygos yra suderinamos su Žemėje atsiradusia gyvybe, o tam nustatyti reikėtų naujos tyrimų serijos“.
Turėtume galėti nustatyti gyvybės buvimą Europoje, kai 2027 m. Europos kosmoso agentūra paleis branduolinį nusileidimo modulį „Europa“. Antarktidoje išbandyti prototipiniai grąžtai per 300 dienų galėjo pragręžti 30 kilometrų ledo ir, jei pasisektų, tai būtų pirmoji misija, kurios metu tiesiogiai pasiektume Europos vandenyną ir ieškotume gyvybės požymių.
Zaza Osmanov, Earth as a potential source of life for Europa’s subsurface ocean, International Journal of Astrobiology (2026). DOI: 10.1017/s1473550426100354
Journal information:International Journal of Astrobiology
Visos 5 DNR „raidės“ rastos asteroide, skriejančiame pro mūsų Saulės sistemą. Ką jos mums sako apie gyvybės kilmę?
Pamatyti tai, kas nepastebėta: kaip žvaigždžių spiečiai padeda atkurti galaktikų istoriją
Mokslininkai siūlo radikaliai naują teoriją, kaip atsirado gyvybė Žemėje
„Mokslo sriuba“: Jupiterio palydovas Europa ir jo paslaptingos gelmės
Jei Veneroje yra gyvybė, ji galėjo atsirasti iš Žemės, teigia mokslininkai