בחיפוש אחר חיים חוץ-ארציים, מדענים נוטים לנקוט במה שמכונה "גישת הפירות הנמוכים". זה מורכב מחיפוש אחר תנאים הדומים למה שאנו חווים כאן בכדור הארץ, הכוללים חמצן, מולקולות אורגניות והרבה מים נוזליים. מעניין לציין שחלק מהמקומות בהם המרכיבים הללו נמצאים בשפע כוללים פנים של ירחים קפואים כמו אירופה, גנימד, אנצ'אלדוס וטיטאן.
בעוד שיש רק כוכב לכת יבשתי אחד במערכת השמש שלנו המסוגל לתמוך בחיים (כדור הארץ), ישנם ריבוי "עולמות אוקיינוס" כמו ירחים אלה. בצעד זה צעד נוסף, צוות חוקרים מהמרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד סמיתסוניאן (CfA) ערך מחקר שהראה עד כמה ירחים קפואים בעלי יכולת להתיישב עם אוקיינוסים פנים הם הרבה יותר סבירים מאשר כוכבי לכת יבשתיים ביקום.
המחקר, שכותרתו "Suburface Exolife", בוצע על ידי מנאסבי לינגם ואברהם לוב ממרכז הרווארד סמיתסונין לאסטרופיסיקה (CfA) והמכון לתאוריה ומחשוב (ITC) באוניברסיטת הרווארד. לצורך המחקר, החוקרים רואים את כל מה שמגדיר אזור מגורים סביבו (המכונה "אזור הזהבה") והסבירות שיש חיים בירחים עם אוקיינוסים פנים.
ראשית, לינגאם ולוב מתייחסים לנטייה לבלבל בין אזורים ראויים למגורים (HZs) לבין יכולת ההרגל, או להתייחס לשני המושגים כניתנים להחלפה. לדוגמה, כוכבי לכת הממוקמים בתוך HZ אינם בהכרח מסוגלים לתמוך בחיים - מבחינה זו מאדים ונוס הם דוגמאות מושלמות. בעוד שמאדים קר מדי והאווירה דלילה מכדי לתמוך בחיים, ונוס סבלה מאפקט חממה בורח שגרם לו להפוך למקום חם, גיהינום.
לעומת זאת, גופים שנמצאים מעבר ל- HZ נמצאו ככאלה שיש בהם מים נוזליים והמרכיבים הדרושים בכדי להצמיח חיים. במקרה זה, הירחים של אירופה, גנימד, אנצ'אלדוס, דיונה, טיטאן ועוד כמה אחרים משמשים כדוגמאות מושלמות. בזכות השכיחות של מים וחימום גיאותרמי הנגרם על ידי כוחות הגאות והשפל, לכל הירחים האלה אוקיינוסים פנים שיכולים מאוד לתמוך בחיים.
כפי שלינגם, חוקר פוסט-דוקטורט ב- ITC ו- CfA והסופר הראשי במחקר, אמר למגזין Space באמצעות המייל:
"התפיסה הקונבנציונאלית של יכולת פלסטינאית היא האזור המגורים (HZ), כלומר הרעיון כי" הכוכב "צריך להיות ממוקם במרחק הנכון מהכוכב כך שהוא יכול להיות מסוגל להימצא מים נוזליים על פני השטח. עם זאת, הגדרה זו מניחה שהחיים הם: (א) על שטח פנים, (ב) על כוכב לכת המקיף כוכב, ו- (ג) מבוסס על מים נוזליים (כממיס) ותרכובות פחמן. לעומת זאת, העבודה שלנו מרפה את ההנחות (א) ו- (ב), למרות שאנחנו עדיין שומרות על (c). "
ככאלה, לינגאם ולוב הרחיבו את התחשבותם ביחס ליכולת הרגל לכלול עולמות שיכולים להיות ביו-כדוריות מתחת לפני השטח. סביבות כאלה חורגות על ירחים קפואים כמו אירופה ואנצ'אלדוס ויכולים לכלול סוגים רבים אחרים של סביבות תת קרקעיות עמוקות. נוסף על כך, משערים גם כי חיים יכולים להתקיים באגמי המתאן של טיטאן (כלומר אורגניזמים מתנוגניים). עם זאת, לינגאם ולוב בחרו להתמקד בירחים קפואים במקום.
"למרות שאנחנו מחשיבים את החיים באוקיינוסים שמתחת לפני השטח מתחת למעטפות קרח / סלע, החיים יכולים להתקיים גם בסלעים hydrated (כלומר עם מים) מתחת לפני השטח; האחרונים מכונים לפעמים חיים תת קרקעיים, "אמר לינגאם. "לא התעמקנו באפשרות השנייה מכיוון שרבות מהמסקנות (אך לא כולן) לגבי אוקיינוסים מתחת לפני האדמה חלות גם על עולמות אלה. באופן דומה, כאמור לעיל, איננו מתייחסים לתצורות חיים המבוססות על כימיקלים אקזוטיים וממיסים, מכיוון שלא קל לחזות את תכונותיהם. "
בסופו של דבר, לינגאם ולוב בחרו להתמקד בעולמות שיעברו מסלול בין כוכבים וככל הנראה שיש בהם חיים מתחת לפני האדמה שהאנושות תוכל להכיר. לאחר מכן הם המשיכו להעריך את הסבירות שגופים כאלה הם ראויים למגורים, אילו יתרונות ואתגרים יצטרכו להתמודד איתם בסביבות אלה, וההסתברות לעולמות כאלה הקיימים מעבר למערכת השמש שלנו (בהשוואה לכוכבי לכת יבשתיים שאפשר להתארגן).
בתור התחלה, "Ocean Worlds" יש כמה יתרונות בכל הקשור לתמיכה בחיים. בתוך המערכת היובית (יופיטר וירחיה) קרינה היא בעיה מרכזית, שהיא תוצאה של חלקיקים טעונים שנלכדים בענקי הגז בשדה מגנטי רב עוצמה. בין האטמוספירות הדחופות של הירח, החיים יתקשו מאוד לשרוד על פני השטח, אך החיים השוכנים מתחת לקרח ימצאו הרבה יותר טוב.
"יתרון מרכזי אחד שיש לעולמות הקפואים הוא שהאוקיינוסים שמתחת לפני האדמה אטומים לרוב מהשטח," אמר לינגאם. "מכאן שקרינת UV וקרניים קוסמיות (חלקיקים אנרגטיים), הפוגעות בדרך כלל בחיים מבוססי-שטח במינונים גבוהים, לא סביר שישפיעו על החיים המשמעותיים באוקיינוסים התת-קרקעיים האלה."
"בצד השלילי", הוא המשיך, "היעדר אור שמש כמקור אנרגיה בשפע עשוי להוביל לביוספרה שיש בה הרבה פחות אורגניזמים (ליחידת נפח) מכדור הארץ. בנוסף, סביר להניח שרוב האורגניזמים בסביבות הביולוגיות הללו הם מיקרוביאליים, וההסתברות להתפתחות חיים מורכבת עשויה להיות נמוכה בהשוואה לכדור הארץ. נושא נוסף הוא הזמינות הפוטנציאלית של חומרים מזינים (למשל זרחן) הנחוצים לכל החיים; אנו מציעים כי חומרים מזינים אלה עשויים להיות זמינים רק בריכוזים נמוכים יותר מכדור הארץ בעולמות האלה. "
בסופו של דבר, קבעו לינגאם ולוב כי מגוון רחב של עולמות עם קליפות קרח בעובי בינוני עשוי להתקיים במגוון רחב של בתי גידול ברחבי הקוסמוס. בהתבסס על מידת הסבירות העולמית כזו שעולמות כאלה, הם הגיעו למסקנה ש"עולמות האוקיאנוס "כמו אירופה, אנצ'אלדוס ואחרים כמותם נפוצים פי 1000 מכוכבי לכת סלעיים הקיימים בתוך ה- HZs של כוכבים.
לממצאים אלו השלכות דרסטיות על החיפוש אחר חיים חוץ-ארציים וחוץ-סולאריים. יש לזה השלכות משמעותיות על אופן חלוקת החיים דרך היקום. כפי שסיכם לינגאם:
"אנו מסיקים שהחיים בעולמות הללו יתמודדו ללא ספק עם אתגרים ראויים לציון. עם זאת, לעומת זאת, אין גורם מכריע המונע את התפתחות החיים (במיוחד החיים המיקרוביאלים) בכוכבי הלכת והירחים הללו. במונחים של פנספרמיה, שקלנו את האפשרות שכוכב כוכבי צף חופשי המכיל אקסולייף מתחת לפני השטח יכול להיות "נתפס" באופן זמני על ידי כוכב, וייתכן שהוא יזרע כוכבי לכת אחרים (שמקיפים את הכוכב הזה) עם החיים. מכיוון שיש הרבה משתנים המעורבים, לא ניתן לכמת את כולם בצורה מדויקת. "
פרופסור לאוב - פרנק ב. בירד הבן, פרופסור למדע באוניברסיטת הרווארד, מנהל ה- ITC, ומחבר המחקר של המחקר - הוסיף כי מציאת דוגמאות לחיים אלו מציגה את חלקה האישי באתגרים. כפי שהוא אמר למגזין Space באמצעות המייל:
"קשה מאוד לזהות מרחוק (מרחוק גדול) חיים מתחת לפני השטח באמצעות טלסקופים. אפשר לחפש עודף חום אך זה יכול לנבוע ממקורות טבעיים, כמו הרי געש. הדרך האמינה ביותר למצוא חיים מתחת לפני השטח היא לנחות בכוכב לכת כזה או בירח ולקדוח דרך יריעת הקרח לפני השטח. זו הגישה המשוערת למשימה עתידית של נאס"א לאירופה במערכת השמש. "
עוד בדקו את ההשלכות על פנספרמיה, לינגאם ולוב שקלו גם את מה שעלול לקרות אם פלנטה כמו כדור הארץ תושלח אי פעם ממערכת השמש. כפי שהם מציינים במחקר שלהם, מחקרים קודמים הראו כיצד כוכבי לכת עם אטמוספרות עבות או אוקיינוסים מתחת לפני האדמה עדיין יכולים לתמוך בחיים תוך צפה בחלל הבין-כוכבי. כפי שלוב הסביר, הם גם שקלו מה יקרה אם זה יקרה אי פעם עם כדור הארץ ביום מן הימים:
"שאלה מעניינת היא מה היה קורה לכדור הארץ אם הוא יופלט ממערכת השמש לחלל קר בלי שיחמם אותו על ידי השמש. גילינו שהאוקיינוסים יקפאו לעומק של 4.4 ק”מ אך כיסים של מים נוזליים ישרדו באזורים העמוקים ביותר של אוקיינוס כדור הארץ, כמו תעלת מריאנה, וחיים יכולים לשרוד באגמים התת-קרקעיים הנותרים הללו. זה מרמז שאפשר להעביר חיים מתחת לפני השטח בין מערכות פלנטאריות. "
מחקר זה משמש גם תזכורת לכך שככל שהאנושות חוקרת יותר את מערכת השמש (בעיקר לצורך מציאת חיים חוץ-ארציים), יש למה שיש לנו גם השלכות על ציד החיים בשאר היקום. זהו אחד היתרונות של גישת "הפירות הנמוכים". מה שאיננו יודעים נודע אלא מה שאנו עושים ומה שאנו מוצאים עוזר ליידע את הציפיות שלנו לגבי מה עוד אנו עשויים למצוא.
וכמובן, מדובר ביקום עצום מאוד בחוץ. מה שאנחנו עשויים למצוא עשוי לחרוג מעבר למה שאנחנו מסוגלים לזהות כיום!
