C'est ici, la galaxie simulée appelée g15784. Deux galaxies sphéroïdales sont visibles sur l'image, un au-dessus du plan galactique et un au-dessous. Crédit :Gobat et al 2021.
La vie peut-elle se répandre dans une galaxie comme la Voie lactée sans intervention technologique ? Cette question est en grande partie sans réponse. Une nouvelle étude se penche sur cette question en utilisant une galaxie simulée similaire à la Voie lactée. Ensuite, ils ont étudié ce modèle pour voir comment les composés organiques pourraient se déplacer entre ses systèmes stellaires.
La question centrale en science est probablement « Comment la vie a-t-elle commencé ? Il n'y a pas de plus grande question, et il n'y a pas de réponse, jusque là. Une question secondaire est plus accessible :« La vie peut-elle se propager d'étoile en étoile ? C'est la théorie de la panspermie, en un mot.
L'histoire de la Terre pose une question importante en ce qui concerne la panspermie. Les scientifiques pensent qu'il n'y a pas eu assez de temps entre le moment où la Terre s'est suffisamment refroidie pour devenir habitable et l'apparition de la vie. Tous les scientifiques ne pensent pas que, bien sûr. Il y a toute une gamme de réflexions sur la question. Mais la question demeure :y a-t-il eu assez de temps pour que la vie basée sur l'ADN se lance de manière indépendante sur Terre, ou la panspermie a-t-elle joué un rôle ?
Alors que la plupart des discussions autour de la panspermie concernent des formes de vie simples se déplaçant d'une manière ou d'une autre entre les étoiles, un discours plus sérieux concerne le mouvement des composés organiques nécessaires à la vie. Les scientifiques ont trouvé certains de ces composés sur des comètes et ailleurs dans l'espace. Nous savons maintenant qu'ils ne sont pas nécessairement rares. Alors, ces composés peuvent-ils se déplacer d'un système solaire à un autre ?
La nouvelle étude s'intitule "Panspermie dans une galaxie semblable à la Voie lactée". L'auteur principal est Raphaël Gobat, de l'Instituto de Física, Valparaiso, Chili. Le document est disponible sur le site de pré-impression arxiv.org.
Alors, la panspermie est-elle une chose? A l'intérieur d'un système solaire comme le nôtre, cela semble possible. Des météorites de Mars ont atterri sur Terre, ce qui est une preuve assez solide. Si les rochers peuvent faire le voyage, pourquoi pas des produits chimiques dans ou sur ces roches ? Les spores pourraient-elles faire le voyage interstellaire entre les systèmes stellaires ?
L'équipe de chercheurs s'est attachée à répondre à cette question. Ils ont travaillé avec une galaxie simulée de MUGS, les simulations de galaxies impartiales de McMaster. MUGS est un ensemble de 16 galaxies simulées créées par des chercheurs au début des années 2000. En 2016, Gobat et al ont ajouté un modèle d'habitabilité galactique modifié, appelé GH16.
Leur galaxie choisie est g15784. C'est un peu plus massif que la Voie Lactée et a une histoire de fusions tranquilles. Il n'a pas fusionné avec quoi que ce soit de très massif depuis longtemps, et il est orbité par plusieurs galaxies sphériques.
L'équipe a calculé un niveau d'habitabilité pour chaque particule d'étoile dans la galaxie. Dans ce cas, cela signifie le nombre d'étoiles de faible masse de la séquence principale avec des planètes terrestres dans leurs zones habitables. Ils ont suivi GH16 pour le faire. GH16 prend en compte la métallicité stellaire, masse minimale et maximale, histoire de la formation, et les plages intérieure et extérieure de sa zone d'habitabilité (HZ.)
Ils ont également examiné l'effet des explosions de supernovae sur l'habitabilité. Le noyau galactique est la partie la plus densément peuplée de la galaxie. Donc, même s'il y a plus de planètes potentiellement habitables là-bas, il y a aussi plus de supernovae mortelles. La densité plus élevée d'étoiles dans le noyau signifie que chaque planète habitable a plus de chances d'être rendue inhabitable par une supernova. La métallicité plus élevée dans le noyau réduit également l'habitabilité, selon les auteurs. Cela fait de la région centrale un endroit difficile pour la panspermie.
Le groupe a également examiné les bras spiraux de g15784. Alors que la densité d'étoiles y est également élevée, ainsi que les taux de supernova (SNR), ils n'ont pas affecté l'habitabilité de la même manière que dans le renflement. Ils ont également regardé le disque galactique et le halo.
L'étude montre que la panspermie est au moins possible, bien qu'il n'y ait pas de réponse simple à la question. Ils ont constaté que si l'habitabilité médiane augmente avec le rayon galactocentrique, tandis que la probabilité de panspermie est inverse. C'est à cause de la densité d'étoiles plus élevée dans le renflement galactique.
Mais la probabilité de panspermie est faible dans le disque central. C'est à cause des taux de supernova plus élevés et d'une fraction d'échappement plus faible en raison d'une métallicité plus élevée. L'habitabilité naturelle ne varie pas beaucoup dans toute la galaxie, alors que la probabilité de panspermie varie considérablement, de plusieurs ordres de grandeur.
L'équipe n'a trouvé aucune corrélation entre la probabilité de panspermie et l'habitabilité de la particule réceptrice. (Dans cette étude, particule fait référence à un nombre élevé d'étoiles, en raison de la faible résolution de la simulation.)
Une figure à trois panneaux de l'article montrant une colonne projetée à z =0 et dans une tranche de 1 kpc de large passant par le centre de g15784. Le haut montre la valeur médiane de l'habitabilité naturelle, le milieu montre la fraction de berceaux possibles dans la galaxie simulée, et le bas montre la fraction des cibles de colonisation possibles. L'étoile magenta montre où serait le soleil s'il s'agissait de la Voie lactée. Crédit d'image:Gobat et al 2021.
Dernièrement, ils ont découvert que la panspermie est moins efficace que l'évolution prébiotique in situ, bien qu'ils disent qu'ils ne peuvent pas quantifier cela avec précision.
Dans leur conclusion, les auteurs soulignent plusieurs mises en garde pour le travail. "… premier, il comprend plusieurs facteurs que nous avons considérés comme des constantes inconnues (par exemple, la fraction de capture des spores par les planètes cibles, la relation entre habitabilité et présence de vie, la vitesse typique des objets interstellaires, et la valeur absolue de la fraction d'échappement des composés organiques interstellaires des planètes sources). ils considèrent que leurs résultats sont "... naturellement plus qualitatifs que quantitatifs".
Ils mettent également en garde contre le fait qu'une vraie galaxie comme la Voie lactée est dynamique et changeante, leur galaxie simulée n'est qu'un instantané. "En tant que tel, ces résultats ne s'appliquent que si l'échelle de temps typique de la panspermie est beaucoup plus courte que l'échelle de temps dynamique d'une galaxie."
Il existe d'autres différences entre la galaxie simulée et la Voie lactée. "Par exemple, notre fausse galaxie a une plus grande valeur de rapport de lumière bulge-to-disk que la véritable Voie lactée, et le renflement galactique a été suggéré comme étant bien adapté à la panspermie. » Enfin, ils soulignent que MUGS est une simulation à basse résolution, et une simulation à plus haute résolution pourrait produire des différences dans les résultats.
Nous avons récemment reçu la visite de deux objets interstellaires :"Oumuamua et la comète 2L/Borisov. Nous savons donc que les objets voyagent entre les systèmes stellaires. Il y a probablement eu beaucoup plus de visiteurs interstellaires que nous n'étions pas technologiquement capables de voir. Et nous savons que les blocs de construction organiques sont présents dans l'espace.
Cela ne prouve pas que les blocs de construction organiques peuvent voyager entre les étoiles, mais cela semble possible. Grâce à cette recherche, nous en saurons peut-être un peu plus sur sa probabilité, et où dans une galaxie cela pourrait avoir lieu.
