ในการตามล่าหาชีวิตนอกโลกนักวิทยาศาสตร์มักจะใช้สิ่งที่รู้จักกันในชื่อ "วิธีผลไม้แขวนต่ำ" สิ่งนี้ประกอบด้วยการมองหาเงื่อนไขที่คล้ายคลึงกับสิ่งที่เราพบที่นี่บนโลกซึ่งรวมถึงออกซิเจนโมเลกุลอินทรีย์และน้ำของเหลวมากมาย ที่น่าสนใจคือสถานที่ที่ส่วนผสมเหล่านี้มีอยู่มากมายรวมถึงการตกแต่งภายในของดวงจันทร์น้ำแข็งเช่น Europa, Ganymede, Enceladus และ Titan
ในขณะที่มีดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะของเราที่สามารถช่วยชีวิต (โลก) มี "มหาสมุทรโลก" หลายอย่างเช่นดวงจันทร์เหล่านี้ ทีมนักวิจัยจากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ดสมิ ธ โซเนียน (CfA) ได้ทำการศึกษาซึ่งแสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์น้ำแข็งที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรมีแนวโน้มที่จะน่าอยู่มากกว่าดาวเคราะห์บนพื้นโลกในจักรวาล
การศึกษาเรื่อง“ Subsurface Exolife” ดำเนินการโดย Manasvi Lingam และ Abraham Loeb จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ดสมิ ธ สันเอ็น (CfA) และสถาบันทฤษฎีและการคำนวณ (ITC) ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาผู้เขียนพิจารณาทุกสิ่งที่กำหนดเขตเอื้ออาศัย (หรือที่เรียกว่า“ โซนทอง”) และโอกาสในการมีชีวิตอยู่ภายในดวงจันทร์กับมหาสมุทรภายใน
ในการเริ่มต้น Lingam และ Loeb กล่าวถึงแนวโน้มที่จะสร้างความสับสนให้กับโซนที่อาศัยอยู่ได้ (HZs) ด้วยความเป็นอยู่อาศัย ตัวอย่างเช่นดาวเคราะห์ที่อยู่ใน HZ นั้นไม่สามารถช่วยเหลือชีวิตได้ในแง่นี้ Mars และ Venus เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบ ในขณะที่ดาวอังคารเย็นเกินไปและบรรยากาศบางเกินไปที่จะช่วยชีวิตดาวศุกร์ก็ประสบกับภาวะเรือนกระจกซึ่งทำให้มันกลายเป็นสถานที่ร้อนและชั่วร้าย
ในทางกลับกันร่างกายที่อยู่นอก HZ นั้นพบว่าสามารถมีน้ำของเหลวและส่วนผสมที่จำเป็นเพื่อให้มีชีวิต ในกรณีนี้ดวงจันทร์แห่ง Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan และอีกหลายคนเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบ ขอบคุณความชุกของน้ำและความร้อนใต้พิภพที่เกิดจากแรงขึ้นน้ำลงดวงจันทร์เหล่านี้ล้วนมีมหาสมุทรภายในที่สามารถช่วยชีวิตได้เป็นอย่างดี
ในฐานะ Lingam นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ ITC และ CfA และผู้เขียนหลักในการศึกษาบอก Space Magazine ทางอีเมล:
“ แนวคิดดั้งเดิมของการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์คือเขตที่อยู่อาศัย (HZ) กล่าวคือแนวคิดที่ว่า“ ดาวเคราะห์” จะต้องตั้งอยู่ในระยะที่เหมาะสมจากดาวฤกษ์เช่นที่มันอาจจะมีน้ำของเหลวบนพื้นผิวของมัน อย่างไรก็ตามคำจำกัดความนี้ถือว่าชีวิตคือ: (a) บนพื้นผิว (b) บนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์และ (c) ขึ้นอยู่กับน้ำของเหลว (เป็นตัวทำละลาย) และสารประกอบคาร์บอน ในทางตรงกันข้ามงานของเราผ่อนคลายสมมติฐาน (a) และ (b) แม้ว่าเราจะยังคงรักษา (c)”
ดังนั้น Lingam และ Loeb จึงขยายขอบเขตการพิจารณาความเป็นอยู่เพื่อรวมโลกที่อาจมีชีวภาคใต้พื้นดิน สภาพแวดล้อมดังกล่าวเหนือกว่าดวงจันทร์น้ำแข็งเช่นยูโรปาและเอนเซลาดัสและอาจรวมถึงสภาพแวดล้อมใต้ดินลึกอีกหลายประเภท ยิ่งไปกว่านั้นยังได้รับการคาดการณ์ว่าชีวิตอาจมีอยู่ในทะเลสาบมีเธนของไททัน (เช่นสิ่งมีชีวิตมีเทนที่ทำให้เกิดปฏิกิริยา) อย่างไรก็ตาม Lingam และ Loeb เลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่ดวงจันทร์น้ำแข็งแทน
“ แม้ว่าเราจะพิจารณาชีวิตในมหาสมุทรใต้ผิวดินภายใต้ซองน้ำแข็ง / หินชีวิตก็ยังมีอยู่ในหินไฮเดรต (เช่นน้ำ) ใต้ผิวน้ำ บางครั้งเรียกว่าชีวิตใต้พิภพ” Lingam กล่าว “ เราไม่ได้เจาะลึกถึงความเป็นไปได้ครั้งที่สองเนื่องจากข้อสรุปหลายประการ (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) สำหรับมหาสมุทรใต้ผิวดินยังใช้กับโลกเหล่านี้ได้ ในทำนองเดียวกันตามที่ระบุไว้ข้างต้นเราไม่พิจารณาถึงรูปแบบการใช้ชีวิตโดยยึดตามเคมีและตัวทำละลายที่แปลกใหม่เนื่องจากมันไม่ง่ายที่จะทำนายคุณสมบัติของพวกมัน”
ในท้ายที่สุด Lingam และ Loeb เลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่โลกที่จะโคจรรอบดวงดาวและน่าจะมีชีวิตมนุษย์ใต้ผิวดินที่จะสามารถรับรู้ จากนั้นพวกเขาก็ไปประเมินความเป็นไปได้ที่ศพเหล่านี้อาศัยอยู่ได้ประโยชน์และความท้าทายใดที่ชีวิตจะต้องเผชิญในสภาพแวดล้อมเหล่านี้และความเป็นไปได้ของโลกที่มีอยู่นอกเหนือระบบสุริยะของเรา (เทียบกับดาวเคราะห์บนโลก
สำหรับผู้เริ่มต้น“ Ocean Worlds” มีข้อดีหลายประการเมื่อพูดถึงการช่วยเหลือชีวิต ภายในระบบ Jovian (ดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์) รังสีเป็นปัญหาสำคัญซึ่งเป็นผลมาจากอนุภาคที่มีประจุกลายเป็นติดอยู่ในสนามแม่เหล็กยักษ์ที่ทรงพลัง ระหว่างนั้นกับบรรยากาศที่กลมกลืนของดวงจันทร์ชีวิตจะมีช่วงเวลาที่ยากลำบากมากที่รอดชีวิตบนพื้นผิว แต่ชีวิตที่อาศัยอยู่ใต้น้ำแข็งจะดีกว่า
“ ข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งที่โลกน้ำแข็งมีคือมหาสมุทรใต้ผิวดินส่วนใหญ่ถูกผนึกไว้จากพื้นผิว” Lingam กล่าว “ ดังนั้นรังสียูวีและรังสีคอสมิค (อนุภาคพลัง) ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นอันตรายต่อชีวิตบนพื้นผิวในปริมาณสูงจึงไม่น่าจะส่งผลกระทบต่อชีวิตสมมุติในมหาสมุทรใต้ผิวดินเหล่านี้”
“ ในด้านลบเขากล่าวต่อ“ การไม่มีแสงอาทิตย์ในฐานะแหล่งพลังงานที่อุดมสมบูรณ์อาจนำไปสู่ชีวมณฑลที่มีสิ่งมีชีวิตน้อยกว่า (ต่อหน่วยปริมาตร) กว่าโลก นอกจากนี้สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใน biospheres เหล่านี้มีแนวโน้มว่าจะเป็นจุลินทรีย์และความน่าจะเป็นของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนอาจมีการพัฒนาที่ต่ำเมื่อเทียบกับโลก ปัญหาอื่นคือความเป็นไปได้ของสารอาหาร (เช่นฟอสฟอรัส) ที่จำเป็นต่อชีวิต เราแนะนำว่าสารอาหารเหล่านี้อาจใช้ได้เฉพาะในความเข้มข้นต่ำกว่าโลกบนโลกเหล่านี้”
ในตอนท้าย Lingam และ Loeb ระบุว่าโลกที่มีเปลือกน้ำแข็งที่มีความหนาปานกลางอาจมีอยู่ในที่อยู่อาศัยหลากหลายรูปแบบทั่วทั้งจักรวาล พวกเขาสรุปว่า“ มหาสมุทรโลก” เช่นยูโรปา, เอนเซลาดัสและอื่น ๆ เช่นพวกเขานั้นเป็นเรื่องธรรมดามากกว่าดาวเคราะห์หินที่อยู่ในรัศมี HZs ประมาณ 1,000 เท่า
การค้นพบเหล่านี้มีความหมายที่รุนแรงสำหรับการค้นหาชีวิตนอกโลกและนอกสุริยจักรวาล นอกจากนี้ยังมีนัยสำคัญว่าชีวิตจะมีการกระจายผ่านจักรวาลได้อย่างไร ในฐานะที่เป็น Lingam สรุป:
“ เราสรุปได้ว่าชีวิตบนโลกเหล่านี้จะต้องเผชิญกับความท้าทายที่น่าสังเกต อย่างไรก็ตามในทางกลับกันไม่มีปัจจัยที่แน่นอนที่ป้องกันชีวิต (โดยเฉพาะอย่างยิ่งชีวิตจุลินทรีย์) จากการพัฒนาบนดาวเคราะห์และดวงจันทร์เหล่านี้ ในแง่ของ panspermia เราพิจารณาความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ลอยอิสระที่มี exolife ใต้ผิวโลกอาจจะ“ ถูกจับ” โดยดาวฤกษ์ได้ชั่วคราวและบางทีมันอาจจะเพาะดาวเคราะห์อื่น ๆ (โคจรรอบดาวนั้น) ด้วยชีวิต เนื่องจากมีตัวแปรมากมายที่เกี่ยวข้องจึงไม่สามารถระบุจำนวนทั้งหมดได้อย่างแม่นยำ”
ศาสตราจารย์ Leob - Frank B. Baird Jr. ศาสตราจารย์วิทยาศาสตร์ที่ Harvard University, ผู้อำนวยการของ ITC และผู้เขียนร่วมของการศึกษาเสริมว่าการหาตัวอย่างของชีวิตนี้นำเสนอความท้าทายของตัวเอง ในขณะที่เขาบอกนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ มันยากมากที่จะตรวจจับสิ่งมีชีวิตใต้พื้นผิวจากระยะไกล (จากระยะไกล) โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ เราสามารถค้นหาความร้อนส่วนเกิน แต่อาจเกิดจากแหล่งธรรมชาติเช่นภูเขาไฟ วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการค้นหาสิ่งมีชีวิตใต้ผิวดินคือการลงจอดบนดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์และเจาะผ่านแผ่นน้ำแข็งบนพื้นผิว นี่เป็นวิธีการที่ไตร่ตรองไว้สำหรับภารกิจของนาซ่าในอนาคตที่จะใช้ระบบสุริยะในยุโรป”
การสำรวจความหมายของแพนซีเมียต่อไป Lingam และ Loeb ก็พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าดาวเคราะห์เช่นโลกถูกผลักออกจากระบบสุริยะ ดังที่พวกเขาสังเกตเห็นในการศึกษาวิจัยก่อนหน้านี้ระบุว่าดาวเคราะห์ที่มีชั้นบรรยากาศหนาหรือมหาสมุทรใต้ผิวดินยังสามารถช่วยชีวิตได้ในขณะที่ลอยอยู่ในอวกาศระหว่างดวงดาว ตามที่ Loeb อธิบายพวกเขายังคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าสิ่งนี้เกิดขึ้นกับโลกสักวันหนึ่ง:
“ คำถามที่น่าสนใจคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับโลกถ้ามันถูกผลักออกจากระบบสุริยจักรวาลสู่พื้นที่เย็นโดยที่ดวงอาทิตย์ไม่อุ่น เราพบว่ามหาสมุทรจะแข็งตัวลงไปที่ความลึก 4.4 กิโลเมตร แต่น้ำในกระเป๋าจะสามารถอยู่รอดได้ในบริเวณที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรของโลกเช่นร่องลึกบาดาลมาเรียนาและชีวิตสามารถอยู่รอดได้ในทะเลสาบใต้ผิวดินที่เหลือเหล่านี้ นี่หมายความว่าชีวิตใต้พื้นผิวสามารถถ่ายโอนระหว่างระบบดาวเคราะห์ได้”
การศึกษาครั้งนี้ยังทำหน้าที่เป็นเครื่องเตือนใจว่าในขณะที่มนุษยชาติสำรวจระบบสุริยะมากขึ้น (ส่วนใหญ่เพื่อค้นหาชีวิตนอกโลก) สิ่งที่เราพบก็มีความหมายในการตามล่าหาชีวิตในส่วนที่เหลือของจักรวาล นี่คือหนึ่งในประโยชน์ของวิธีการ“ ผลไม้แขวนต่ำ” สิ่งที่เราไม่ทราบมีการแจ้ง แต่สิ่งที่เราทำและสิ่งที่เราพบช่วยแจ้งความคาดหวังของเราในสิ่งที่เราอาจพบ
และแน่นอนว่ามันเป็นจักรวาลที่กว้างใหญ่ไพศาล สิ่งที่เราอาจพบมีแนวโน้มที่จะไปไกลกว่าสิ่งที่เราสามารถจำได้ในขณะนี้!
