Extrém körülmények között II. – Élet egy naptalan égbolt alatt? – Fröhlich Viktória

Jelen írásban Csomai Martin középiskolás diákot, Császár Kornél csillagászt és Dr. Csizmadia Tamás sejtbiológust kérdeztem az Univerzum talán legkülönlegesebb helyein elképzelhető életformákról. Mai terítékünk a kóbor bolygók holdjainak jégfelszíne alatti óceánok potenciális élővilága. A cikk első része, melyben pulzárok körül keringő bolygók körülményeit és lakóit boncolgatjuk, itt található.

A Tejútrendszerben temérdek olyan bolygó kering, mely elszakadt szülőcsillagától. Egyes elméleti megfontolások szerint számuk a csillagok körül keringő bolygókéval is összemérhető lehet. Ezeknek a kóbor bolygóknak nevezett égitesteknek a naprendszerbeli bolygókhoz hasonlóan lehetnek holdjai. A holdak pályája pedig nagy eséllyel lehet excentrikus. Egy ilyen holdon – a csillag besugárzásának hiányában – jelentős szerephez juthat az árapályfűtés, így a holdak jeges felszíne alatt (az Europához, Enceladushoz hasonlóan) több tíz km mély, folyékony óceánok alakulhatnak ki (ezekről a fejtegetésekről többet itt olvashatunk).

Felszín alatt vagy felett

Hogy megválaszoljuk, vajon egy kóbor bolygó holdján milyen életformák alakulhatnak ki, Kornél először azt vizsgálja meg, egyáltalán túlélheti-e egészben a hold a szupernóva-robbanást. “Az explicit darabokra hullás valószínűleg kivételes eset lenne. Nem mehetünk el viszont a mellett, hogy a robbanásban ledobott, sok energiát hordozó anyag nyomást gyakorol a holdra. Ha ez a nyomás kellően aszimmetrikus, repedéseket hozhat létre a felszínen, ezzel elősegítve egy felszíni jégréteg gyors és teljes elpárolgását. A párolgás mennyisége befolyással lehet az élet keletkezésére, ugyanis ha jelentős, akkor a hold sugarának zsugorodása az árapály-fűtés (azaz egy jelentős energiaforrás) csökkenését hozza magával.”

Ugyanezen gondolatmenet mentén haladva Kornél így folytatja: “Ha a bolygó-hold rendszer kezdetben kellően távol keringett a szupernóvától, és a hold felszínét a robbanást megelőzően is jég borította, vajon felszíni jégkészlet mekkora hányada olvadhat meg a robbanás forróságában?” Az így megolvadó jég ugyanis, amennyiben a holdnak nincs légköre (és ez valószínűsíthető), azonnal el is párologna a hold felszínéről.

A csillagász egy egészen különleges esetet is vázol: “Tegyük fel, hogy a robbanás lökéshullámának hatására a holdból jelentős anyag szakad ki. Kellően aszimmetrikus anyageloszlás esetén jó kérdés, milyen helyzetben kerülne a hold kötött keringésbe – én úgy sejtem, hogy a sértetlen oldala fordul majd a bolygó felé -, és milyen alakot vehetne fel a felszíni jég, egy barlangrendszer, vagy a felszín alatti óceán.”

Csomai Martinnak azonnal C. M. Kösemen All Tomorrows című tudományos fantasztikus regénye jut eszébe. “Ha a holdnak megmarad a légköre, egy olyan létformát képzelek el, amely a vízen lebegő, mesterséges szigeteken él, energiáját pedig a holdat teljesen beborító hatalmas tengerek hullámaiból nyeri, s ugyanezen tengerek hatalmas szörnyeivel táplálkozik. A (felszín alatti) mély óceánokban élő lények hátsó végtagjai összenőnek, a mellsők pedig ellaposodnak. Látásuk teljesen elvesztik, más úton fedezték fel környezetüket, s mivel az csak vízből állt, a víz rezgéseinek érzékelését fejlesztik ki.” – fejtegeti Martin.

Tudomány és evolúció

Ha a holdon csak felszín alatti óceán létezik, annak lakói nem tájékozódhatnak a csillagok járása alapján. Ekkor vajon rájönnének-e, hogy lakhelyük egy gömbölyded égitest? Erős túlzásnak érzem, hogy az űrt meghódítani kívánó technológiai civilizáció jöhessen létre egy ilyen holdon – hiszen nem alakulna ki például az asztrometria tudománya. Mikor Tamásnak felteszem a kérdést, hogy evolúció lejátszódhat-e egy kóbor bolygó jégholdján, így felel: “A felszíni jégréteg miatt egy teljesen zárt rendszerről beszélünk. Ennek két fontos vonzata lesz. Egyrészt, a holdra valószínűleg nem kerülhetett az élet külső forrásból, így a pánspermia-elméletet ebben az esetben kizárhatjuk. Ezen felül az élet csak akkor tud a holdon megjelenni, ha az alapvető összetevőkhöz (pl. DNS, fehérjék, enzimek) szükséges szerves molekulák megtalálhatók a hold szilikát magjának és a felszín alatti óceánnak a határán. Erre remek példát szolgáltatnak a földi óceánok mélyén található mélytengeri kürtők. Másrészről azonban az evolúciónak nem kell több, mint néhány spontán mutáció a genomban – ez pedig könnyedén működhet ezen különleges körülmények közt is. A természetes szelekció és a fajok fejlődése tehát abszolút lehetséges, szerintem hosszú idő alatt akár a fajok változatossága is jelentőssé válhat.”

Kornél szerint “azért az elsődleges kérdés az, hogy a hold felszín alatti óceánjainak hőmérséklete megfelelő-e az élet kialakulásához vagy fenntartásához”. S hogy milyen jellegű életet tudunk elképzelni? Kornél szerint a válasz egyszerű: “olyat, mint amit az Europa holdon!” Az Europa felszín alatti óceánjába nem jut le napfény, így az elsődleges energiaforrás az árapály-fűtés. “Ez az élet a fény hiánya miatt valószínűleg az infravörös (hőkibocsátáson alapuló) látásra és a hangalapú tájékozódásra építhet. Azaz nagy szemek és szuperérzékeny fülek kellenek, ráadásul fontos a strapabírás, mivel a nyomás az óceán mélyén sokkal nagyobb, mint mondjuk a földi légkörben.”

Tamás erről másképp vélekedik: “Fény hiányában nincsen szükség szemekre – ez az érzékszerv egyébként is rendkívül összetett, és sok energiába kerül az élőlénynek mind a megalkotása, mind a használata. A kommunikációra és tájékozódásra kémiai folyamatok révén is lehetőség nyílik (pl. a halak szagérzékelése kifejezett), vagy egyes biokémiai reakciók során felszabaduló fénnyel is történhet kommunikáció a sötét környezet ellenére is (ilyenkor jó, ha kifejlődik egy erre specializálódott fotoreceptor-rendszer). Példának okáért a bordásmedúza fotolumineszcencia segítségével kommunikál, vagyis kémiai folyamatok során bocsát ki fényrészecskéket. Ezeket aztán fajtársa érzékelheti, vagy a tereptárgyakról visszaverődve a környezetről adhatnak információt.”

Itt jegyezném meg, hogy magával ragadó volt látni, ahogy Tamás mindig alá tudta támasztani mondandóját egy-egy földi példával. Ez két fontos gondolatot juttat eszembe. 1) A földi élet rendkívül komplex, és minden problémára van megoldása, így egyetértek Tamással abban, hogy “nem gondolom, hogy a földi életet könnyű lenne sterilizáni, még egy közeli szupernóva-robbanással sem. Megtizedelni lehetséges, de eltüntetni nem.” 2) Minden esetben, mikor földön kívüli életről esik szó, fontos észben tartanunk, hogy csak az életnek csak azon formáját ismerjük, ami a Földön kialakult. Ami ezen túl van, azt talán még a képzeletünk sem képes felfogni. (Főszerk. (Cs. Sz.): és még a jelenleg élő földi fajok döntő többségét sem fedeztük fel, nem katalogizáltuk, nem neveztük el – az élet változatosságát teljes egészében a Földön sem ismerjük. Eddig kb. 1,7 millió jelenleg élő fajt neveztünk el – a biológusok becslései pedig – a felfedezések számának időbeli alakulásából tippelve – azt mutatják, hogy a Földön jelenleg 3 millió és 100 millió közötti faj létezhet, legtöbbje természetesen mikroszkópikus.)

Gondolat a gondolatkísérletről

S hogy mi is volt ennek az egésznek az értelme? Hiszen “Sose fogjuk tudni megfigyelni!”, “Sosem fogjuk biztosan tudni!”, “Ezek csak elméletek!” – harsogják sokszor a károgók… Tamással már sokszor megállapítottuk, és Didier Queloz Nobel-díjas csillagásztól is megerősítést nyert a következő gondolatunk: ahhoz, hogy a tudomány haladjon és újítson, feltétlenül szükséges a különböző tudományterületeken dolgozó kutatók összekötése, fórumok biztosítása a közös ötletelésre és elméletalkotásra – tanuljunk egymástól! A merőben különböző perspektívák áttekintése ugyanis járatlan, eddig észre sem vett utakat mutathat meg. A sokszor vadnak vagy elrugaszkodottnak titulált gondolatkísérletekből pedig sose tudhatjuk, melyik lesz éppen az, amely évtizedek múlva a csillagászat, a fizika vagy akár az egész tudományosság új irányzatát jelöli majd ki. Ki tudja, talán több Einstein lakozik közöttünk, mint gondolnánk!

Related posts:

Gondolatok exoholdakról és lakhatóságukról – Fröhlich Viktória Extrém körülmények között I. – Élet egy csillag halála után? – Fröhlich Viktória Az élet alapvető építőköveire bukkantak a Ryugu aszteroidán – Fröhlich Viktória TOI-500: egy különleges múltú négyes exobolygó-rendszer – Fröhlich Viktória Élet nyomai egy bekebelezett bolygón? – Lemeztektonika a Földön kívül – Fröhlich Viktória