Hem Astronomi Astrobiologi och Exoplaneter Kan liv uppstå i Vattenvärldar?

Kan liv uppstå i Vattenvärldar?

181
0
K2-18b
Konstnärlig tolkning av exoplaneten K2-18b. Bildkälla: ESA/Hubble, M. Kornmesser.

Jakten på liv utanför Jorden är en av vår tids mest fängslande vetenskapliga frågor. Nu öppnar en ny studie av Emily G. Mitchell och Nikku Madhusudhan vid University of Cambridge dörren till ett spännande område: biologisk evolution på så kallade Hyceanplaneter. Dessa Hyceanplaneter (eng. Hycean worlds) är exoplaneter med havsdominerade ytor och väte-rika atmosfärer, en unik kombination som kan skapa förutsättningar för liv som vi känner det – eller något helt annorlunda.

Den aktuella studien- Prospects for biological evolution on Hycean worlds – som snart publiceras i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, undersöker hur miljöförhållanden på Hyceanplaneter kan påverka utvecklingen av mikrobiellt liv. Genom att analysera effekterna av små förändringar i yttemperaturen på evolutionens hastighet och komplexitet drar forskarna slutsatsen att livets utveckling kan gå både snabbare och långsammare än på Jorden, beroende på planetens förhållanden.

K2-18 b: Ett lovande exempel

Ett av de mest uppmärksammade exemplen på en potentiell Hyceanplanet är den tidigare omskrivna exoplaneten K2-18 b, som ligger cirka 124 ljusår från Jorden i stjärnbilden Lejonet. Denna planet, som är ungefär åtta gånger så massiv som Jorden, ligger inom sin stjärnas ”beboeliga zon” – där temperaturen är tillräckligt mild för att vatten i flytande form ska kunna finnas. Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) har forskare nyligen identifierat kolbärande molekyler som metan och koldioxid i K2-18 b:s atmosfär, vilket ger viktiga ledtrådar om dess potentiellt beboeliga miljö.

Mitchell och Madhusudhan lyfter fram K2-18 b som en ideal kandidat för att leta efter biosignaturer, det vill säga kemiska spår av liv. Deras studie antyder att om planetens yttemperatur är något varmare än jordens, kan evolutionära processer som leder till utveckling av mikroorganismer – och deras atmosfäriska avtryck – gå snabbare än på Jorden. En ökning av temperaturen med bara 10 grader Kelvin (cirka 10°C) kan till exempel fördubbla evolutionens hastighet, vilket innebär att komplexare mikrobiella ekosystem kan uppstå flera miljarder år tidigare än här.

Aquificota: Ett fönster mot tidigt liv

För att utforska hur evolutionära processer kan te sig på Hyceanplaneter använde forskarna mikroorganismer som Aquificota som modell. Denna grupp av bakterier, som inkluderar arter som Aquifex, har egenskaper som liknar de första livsformerna på Jorden. Aquificota kan producera vatten genom att oxidera väte – en process som är möjlig i miljöer där väte är rikligt tillgängligt, precis som på de hypotetiska Hyceanplaneterna.

Studien visar att även små förändringar i temperatur kan ha stor påverkan på hur snabbt organismer som Aquificota utvecklas. Med en temperaturökning på 10°C kan de evolutionära processerna gå mer än dubbelt så snabbt. Detta skulle innebära att viktiga mikrobiella grupper, såsom Cyanobakterier och andra fotosyntetiska organismer, kan uppstå så tidigt som 1,3 miljarder år efter livets uppkomst. På Jorden skedde en del av denna utveckling ännu snabbare, men den totala diversifieringen av viktiga mikrobiella grupper tog längre tid. På Hyceanplaneter kan varmare yttemperaturer därmed accelerera utvecklingen av mikrobiella ekosystem och deras atmosfäriska biosignaturer.

Varmt, kallt och biosignaturer

Temperaturens roll är central i studien. På varmare Hyceanplaneter kan evolutionen gynnas av högre energitillgång, vilket skapar större biologisk mångfald och starkare atmosfäriska biosignaturer som kan upptäckas med våra teleskop. Forskarna pekar på dimetylsulfid (DMS), en gas som på Jorden främst produceras av marina mikroorganismer, som en möjlig biosignatur på sådana planeter. Å andra sidan kan kallare Hyceanplaneter fördröja evolutionens framsteg. Om temperaturen är 10 grader lägre än på Jorden, kan vissa mikrobiella grupper aldrig hinna utvecklas innan planetens stjärna når slutet av sin livstid.

En annan viktig aspekt är planeternas ålder. K2-18 b är till exempel yngre än Jorden, men om dess förhållanden är varmare än vår planet kan det innebära att liv redan hunnit utvecklas till en detekterbar nivå. Sådana insikter gör Hyceanplaneter till högprioriterade mål för framtida rymdmissioner och teleskopstudier.

Hyceanplanet
En konstnärlig illustration av en Hyceanplanet. Bildkälla: Pablo Carlos Budassi – Eget verk, CC BY-SA 4.0. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=135998139

En värld av möjligheter

Studien av Mitchell och Madhusudhan väcker frågor om vad vi egentligen menar med ”beboelighet”. Genom att fokusera på hur miljöförhållanden påverkar evolutionen av liv visar forskarna att vi kanske måste bredda våra perspektiv när vi letar efter liv på andra planeter. Hyceanplaneter, med sina rika atmosfärer och globala hav, kan utgöra unika laboratorier för att utforska livets gränser.

Med den tekniska utveckling vi ser idag – särskilt med teleskop som JWST – är vi kanske närmare än någonsin att upptäcka liv bortom vårt solsystem. Och om det sker, kan en Hyceanplanet som K2-18 b mycket väl bli platsen för denna historiska upptäckt.

Denna forskning öppnar inte bara nya dörrar för astrobiologi utan utmanar också vår förståelse för hur och var livet kan frodas i universum. Kanske ligger nästa kapitel i livets historia djupt under de blå haven på en fjärran Hyceanplanet.

AURORA
Direkt i din inkorg

Få nyheter och artiklar direkt efter att de publiceras i Aurora (rymdnyheter.se).
Gratis!

Vi spammar inte!

LÄMNA ETT SVAR

Vänligen ange din kommentar!
Vänligen ange ditt namn här