缓慢移动的岩石更好的赔率,生活坠毁地球从太空

七重峰24,2012中午

坠毁嵌入在遥远的行星的碎片地球微生物可能已经在这一个生命的豆芽,据来自西班牙的普林斯顿大学,亚利桑那大学和炫酷德astrobiología(CAB)新的研究。

研究人员 在杂志上报告 天体生物学是在一定条件下有很高的概率生命来到人间 - 或扩散从地球到其他行星 - 太阳系婴儿期时,地球和行星邻居围绕其他恒星运转就已经足够接近彼此交流很多固体材料。工作将在呈现 2012年欧洲行星科学大会 在七重峰25。

研究结果提供了强有力的支持却为“lithopanspermia”的想法,基本生活形式在整个宇宙通过分散的陨石般的行星碎片抛通过中断如火山爆发和碰撞与其他事项。最终,另一个行星系统的引力捕获这些漫游的岩石,这可能会导致一个混杂转移了任何活的货物。

Belbruno fig 1

根据研究人员在普林斯顿大学,亚利桑那大学和炫酷德astrobiología在西班牙使用的称为弱转低速过程中提供最有力的支持却为“lithopanspermia”,即微生物萌芽生命来到地球的想法 - 或从地球到其他行星的发展蔓延 - 通过碰撞与陨石般的行星碎片。下弱转移,缓慢移动的行星片段曲折成的引力,或弱稳定性边界,行星系统的外边缘。该系统具有仅在片段的松握,这意味着该片段可以逸出和被推进到太空,漂流,直到在由另一个行星系统拉动。 (由摩洛阿马亚 - 马丁图像)

这一现象可能以前的研究表明,速度穿过宇宙固体物质突飞猛进使得另一个对象不大可能被钩住的机会。但普林斯顿,亚利桑那州和驾驶室研究者下称为弱转印其中固体材料蜿蜒一个大对象的轨道的出并发生进入另一个轨道低速过程重新考虑lithopanspermia。在这种情况下,研究人员在速度较慢的因素50倍,比以前的估计,或约100米每秒。

使用在我们的太阳诞生为模型的星团,球队进行了模拟显示,在这些较低的速度固体物质从一颗星的行星系统到另一个转移可能已经远远更有可能比以前认为的,说明第一作者爱德华belbruno,在普林斯顿大学的数学家和客座研究合作者 天体物理科学系 谁开发薄弱转移的原则。

研究人员认为,所有的巨石从我们的太阳系和它最近的邻居,摆脱了五到12出10000可能已被其他抓获。先前模拟得出的建议的机会一样苗条的百万分之一。

“我们的工作表示最前期工作的对面,” belbruno说。 “它说,lithopanspermia可能是非常有可能的,并且可能以证明第一篇论文。如果这种机制是真实的,它有生命的意义在宇宙作为一个整体。这可能在任何地方发生。”

合着者阿马亚摩罗 - 马丁,在驾驶室的天文学家和天体物理科学普林斯顿大学访问研究的合作者,和伦·马特拉,在美国亚利桑那州行星科学教授指出,低速提供非常高的概率通过弱固体物质的交换转移,并且还发现,这样的交换的定时可以是与太阳能系统的实际发展兼容,以及与地球上的生命的最初出现已知。梅德savransky普林斯顿 机械和航空航天工程 博士生,进行了模拟。

研究人员报告说,太阳系和它最接近的行星系统邻可能交换的岩石以及至少100万亿次太阳从它的原生星团剔除之前。此外,现有的岩石证据表明,基础的生命形式可能确实是从太阳的诞生集群天时间 - 并已足够顽强生存的星际旅程,并最终影响。

“从我们的工作结束后,”摩罗 - 马丁说,“是弱者转移机制使得lithopanspermia一个可行的假设,因为这将允许大量固体物质的行星系统之间进行交换,并涉及时间表,可能允许在微生物的生存镶嵌在大石头“。

所有关于速度

普林斯顿-亚利桑那驾驶室纸举了两个以前的研究提出的固体物质的比值从一个行星系统由另一被捕获为更多或更少的令人沮丧的。

首先, 2003年论文 由jay melosh普渡大学地球和大气科学教授发表在天体生物学,质疑的概率是陨石曾经逃脱在地球的太阳系类地行星,而在另一个系统卷绕在类地行星。该报告的结论是,机会 - 约万分之一,或0.01%的 - 是“压倒性的可能性不大”考虑到速度的陨石需要旅行(大约每秒6公里),空间广阔。

belbruno和他的合着者计算,高速度和分散的行星系统的这种情况下,固体材料的任何行星系统另一个惊人的概率降到少则五100,000,或0.005个百分点。

研究人员探讨了我们的太阳系第一亿万年它的存在期间与它最接近的行星系统邻交换固体物质的可能性。在那个时候,我们的太阳属于填充其它行星系统绵密的星团。以上的模拟表明,两个行星系统(绿色和蓝色点) - 约3.26光年开 - 轨道块的共同中心。过了一段大约870万年,各种对象(黑点)被引用,并通过系统的引力排斥。被抛弃之前显示弱转移,一个对象(红点)第一飘荡到绿色系统的重力边界和部分轨道它。那么红色物体由蓝色行星系统被拉到前漂移。 (由梅德savransky视频)

恒星的诞生集群,这是紧密密闭的恒星和行星系统组,分别介绍了lithopanspermia在可能的设置 2005年的天体生物学论文 由戴维·斯皮尔热尔,普林斯顿大学的查尔斯。在1897年类基础天文学的年轻教授和天体物理科学的椅子,和密歇根州的物理学教授弗雷德·亚当斯大学。

保理在每秒,spergel和亚当斯两个五公里的速度发现,在30至1000组集群的恒星系统之间的寿命轴承岩石交流的机会可能是不太可能为百万分之一到不如一个在1000,或0.0001至0.1%,分别。 spergel和亚当斯,但是,限制了他们的研究双星 - 或行星系统与两位明星 - 这可能会提升星级,以星级的固体物质的交流,摩罗 - 马丁说。

尽管如此,在类似于由spergel和ADAMS考虑簇,弱转移涉及每秒不超过一公里,其基本上由集群中的其他恒星增加捕获的概率的相对速度。换句话说,星团提供了弱转移的理想场所,belbruno说。

在本质上混乱,虚弱转移发生在缓慢移动物体,例如一个陨石飘荡到一个较大的对象的引力的外边缘具有低的相对速度,如星形或块状木星状行星。较小的对象部分轨道大对象,但较大的物体上有一个只松散的抓地力。这意味着更小的物体能逃脱和被推进到太空,漂流,直到被另一个大的物体拉入。

与1991年飞天日本月球探测器belbruno首次证明弱转机械故障离开了探头与燃料不足以进入月球轨道的传统方式,这是高速,然后火retrorockets不得不放慢速度接近。相反,belbruno设计,使用的燃料少量得到了探入绕月球轨道运行弱转移轨道。

亚当斯,与spergel 2005年论文的合着者,他说,通过belbruno和他的合着者工作的成功在早期lithopanspermia模型的各种因素汇集,并加入了大量新元素 - 混乱。亚当斯是熟悉的研究,但什么也没有作用。

“本文采用的是以前做过的计算类型,使以前的工作的重要概括,”亚当斯说。 “他们在这方面的混乱作品也承载主体前进。他们作出这样的动态相当复杂和混乱的自然过程的仔细评估。

“他们是从动力天体物理学的观点来看,新的突破,”亚当斯说。 “关于lithopanspermia的问题,这种类型的弱捕获和弱逃生是有趣的,因为它允许喷射速度要小,而且这些低速允许岩捕获的概率更高。说另一种方式,混乱,部分,增强了lithopanspermia的前景“。

Belbruno timeline

研究人员认为,在理想条件为太阳的诞生集群中lithopanspermia,在太阳系和地球上的重叠几亿年(蓝色阴影区)。岩石的证据表明,在地球(底部线)的期间,包含在表面的水,当太阳和其最接近的群集的邻居(顶部线)之间的相对速度是足够小,以允许弱转移到其他行星系统,并且当所述太阳能系统(中线)经历了太阳的弱引力边界内高陨石活动。如果地球上的生命后不久,地表水是可利用的出现,生命可能从地球上在此期间游历到另一个可居住地带,反之亦然,如果生活在其他行星系统中有一个早期的开始。 (由摩洛阿马亚 - 马丁图像)

模拟器!

恒星诞生集群满足弱转两个要求,摩罗 - 马丁说。首先,发送和接收的行星系统必须包含一个庞大的行星捕获本身和它的母星之间的弱重力边界经过固体物质。地球的太阳系符合条件,与太阳的诞生集群中的其他几个明星会了。

第二,这两个行星系统必须具有较低的相对速度。太阳的恒星簇中,恒星1000-10000被引力束缚,彼此间亿万年来,每个不超过每秒低迷1公里速度,摩罗 - 马丁说。

集群中的4300明星 - - 模拟的单恒星的行星系统之间的500万个轨迹球队三种情况下:固体物质的“源”和“目标”明星都是相同的质量为太阳;目标星是只有一半的太阳的质量;或星源是半个太阳的质量。

一个明星的这三种情形下,从另一个行星系统捕捉固体物质的可能性是15万(0.15%)的,五(0.05%)和12(0.12%)的分别,研究人员报告 - 超过这些条件下概率按1十亿的因素提出melosh。

估计可能已经被太阳和它最近的恒星邻居之间交换的固体物质的实际含量,研究人员使用数据和模型有关小行星的运动,并形成了柯伊伯带 - 小行星是太阳系的大规模外环 - 和奥尔特云,彗星,冰和来自地球的太阳一光年其他物质的假设收集广泛认为是彗星和陨石的主要来源。

研究人员使用这些数据来得出结论,期间的1000万至9000万年,随时随地百万亿30固体物质对象重达10多公斤的太阳和它最近的邻居集群之间传输之间万亿。其中,从早期地球约200十亿岩石可能已被护送通过弱转走。

对于lithopanspermia发生,然而,微生物首先必须生存在空间长,辐射浸泡过的旅程。

摩罗 - 马丁和马尔霍特拉征询 2009年论文 发表在确定多久微生物可在空间基础上的托管它们的固体物质的大小生存的天体物理学杂志的国际团队。该小组的计算机模拟显示,从1200万年不等的是生存时间的一块巨石长达3厘米(约一英寸),直径为500万年的时间了坚实的对象2.67米(近九英尺)宽。

估计研究者认为在弱转,逃出一个地球将需要数百万年,终于碰撞几十用另一个固体物质。这属于太阳的诞生集群的生命周期内,但同时也意味着由弱转lithopanspermia将被限制在行星碎片至少一米,或约三尺,大小。

配套生活理论

作为生活的实际传输中,研究人员认为,约3亿lithopanspermia事件可能我们的太阳系和行星最接近系统之间的时有发生。

但即使微生物存活的行程地球,行星必须是准备接收他们。研究人员参考岩石约会的证据表明,地球含水当太阳系只有2.88亿年老很早就生命可能已经出现之前的太阳系7.18亿年的历史。

太阳的诞生集群 - 估计是大致相同的年龄地球的太阳系 - 慢慢解体时太阳系约为1.35亿至535亿年的历史,摩罗 - 马丁说。此外,太阳可能已经成熟太阳系形成后弱传输高达700万年前。

所以,如果地球上的生命出现后不久,地表水可用,有可能是4亿年的时候生活可能从地球远航到另一个可居住地带,反之亦然,研究人员报告。如果生活有其他行星系统尽早开始与太阳的诞生集群分散开发之前,地球上的生命可能起源超出了我们的太阳系。

纸张的短计算上的陆地行星系外生活服用根的可能性如泥土的停止,但较高的概率研究者确定固体物质转移品牌一个更有价值的追求,摩洛-Martin表示。

“当固体物质被第二行星系统陷入我们的研究站,但对于完成lithopanspermia它实际需要的土地上的类地行星可能有生命的蓬勃发展,”摩罗 - 马丁说。 “降落在陆地行星的概率的研究工作,我们现在知道的是值得做的事情,因为大量从第一行星系统的固体物质起源可以通过第二行星系统中被困,等待土地上的类地行星。

“我们的研究并没有证明lithopanspermia确实发生了,”摩罗 - 马丁说,“但它表明,它是一个开放的可能性。”

论文“行星系统之间的固体材料的混乱交流:为lithopanspermia的影响”为题发表七重峰12由天体生物学,由一个来自美国宇航局,美国国家科学基金会和科学创新在西班牙卫生部资助。