Sada malo o nauci i novijim otkricima...

Nova teorija objašnjava “seme” života u asteroidima

Nov pogled na rana razdoblja Sunčevog sistema donosi nam alternativno gledanje na staru i dobro poznatu, ali i uveliko omalovažavanu teoriju koja pokušava objasniti kako su se unutra asteroida nekoć mogle stvoriti biomolekule. Umesto te stare teorije, istraživači s Instituta Rensselaer Polytechnic predlažu novu teoriju, koja se temelji na bogatijoj i tačnijoj slici magnetskih polja i solarnih vetrova iz ranog razdoblja Sunčevog sistema, te na mehanizmu poznatom kao multifluidna magnetohidrodinamika, a pomoću ovih koncepata objašnjavaju prastaro zagrejavanje asteroidnog pojasa.

 

(Credit: NASA/JPL-Caltech)

Iako je danas asteroidni pojas, koji se nalazi između Marsa i Jupitera, hladan i suv,naucnici već dugo znaju da su onde jednom vladali topli i vlažni uslovi koji su bili pogodni za stvaranje nekih biomolekula, tj. osnovnih molekula za razvoj života. Tragovi biomolekula pronađeni u unutrašnjosti meteorita, koji su došli iz asteroidnog pojasa, mogli su se formirati jedino uz prisutnost toplote i vlage. Jedna teorija koja pokušava objasniti izvor života pretpostavlja da su neke biomolekule koje su se formirale na asteroidima mogle dospeti do površine planeta i tako doprineti stvaranju života kakvog poznajemo. 

“Sunce je pre zapravo bilo mnogo manje sjajno nego što je danas, pa ako uzmemo u obzir Sunčevu svetlost, pojas asteroida mogao je biti čak i hladniji nego što je danas. A ipak znamo da su neki asteroidi bili zagrejani do temperature tekuce vode, koja je omogućila stvaranje nekih od tih zanimljivih biomolekula”, rekao je Wayne Roberge, inače profesor fizike na Institutu Rensselaer Polytechnic i član Centra za astrobiologiju u New Yorku. Roberge je jedan od autora ovog istraživanja, zajedno sa studentom fizike Rayem Menzelom. “Postavlja se pitanje kako se to moglo dogoditi. Kako je takva okolina mogla postojati unutar asteroida?”, pitali su se autori. 

U članku nazvanom “Reexamination of Induction Heating of Primitive Bodies in Protoplanetary Disks”, koji je objavljen prije nekoliko dana u časopisu The Astrophysical Journal, Menzel i Roberge revidiraju i opovrgavaju jednu od dvije teorije predstavljene prije mnogo desetljeća kako bi na nov način objasnili kako su asteroidi mogli biti zagrijani u prošlim razdobljima Sunčevog sustava. Obje te teorije – jedna koja uključuje isti radioaktivni proces koji zagrijava unutrašnjost Zemlje, te druga koja uključuje interakciju magnetskog polja i plazme (jako zagrijanih plinova koji se ponašaju slično kao tekućina), još uvijek se poučavaju studentima astrobiologije. Iako je radioaktivno zagrijavanje asteroida ovdje imalo neupitnu važnost, iz sadašnjih modela radioaktivnog zagrijavanja proizlaze neka predviđanja koja se ne slažu s opaženim podacima.

Roberge i Menzel su, motivirani ovim neslaganjem, preispitali drugu od ove dvije teorije, koja se temelji na ranim procjenama mladog Sunca i pretpostavci da će objekt koji se kreće kroz magnetsko polje osjetiti električno polje. Dakle, prema ovoj teoriji, kako se asteroid kreće kroz magnetsko polje Sunčevog sustava, on će osjetiti električno polje koje će gurati električne struje kroz asteroid, te tako zagrijavati asteroid na isti način na koji električna struja zagrijava žice u tosteru. “Ovo je veoma pametna ideja, a i taj mehanizam je održiv, no problem je u tome da je napravljena suptilna pogreška u tome kako bi on trebao biti primijenjen, i upravo to je ono što mi ispravljamo u našem članku”, rekao je Roberge, te dodao: “U našem radu ispravljamo fiziku, a to primijenjujemo i na modernije razumijevanje mladog Sunčevog sustava.”

Menzel je rekao da su istraživači sada definitivno opovrgnuli afirmiranu teoriju. “Mehanizam zahtijeva neke ekstremne pretpostavke o mladom Sunčevom sustavu”, rekao je. “Oni su pretpostavili neke stvari o mladom Suncu, a za koje se danas jednostavno ne vjeruje da su točne. Npr., mislilo se da je Sunce moralo proizvesti snažne solarne vjetrove koji su prošli kraj asteroida, a to se danas više ne smatra točnim”, dodao je Menzel.

Solarni vjetar, zajedno s plazmom koju je proizveo, ipak nije bio toliko snažan koliko su to pretpostavili rani teoretičari, a istraživači su ispravili te računice oslanjajući se na sadašnje razumijevanje mladog Sunca. Roberge je rekao kako su osim toga rani teoretičari netočno izračunali poziciju električnog polja koje su asteroidi trebali proći. Dodao je i kako bi u stvarnosti električno polje zapravo prodrijelo kroz asteroid i prostor oko njega, što je, kako kaže, pogreška koju bi zapazio samo mali broj znanstvenika.

“Izračunali smo električno polje posvuda, uključujući i unutrašnjost asteroida”, rekao je Roberge. “Iz čega to električno polje nastaje je posebno područje, i tek desetero ljudi u cijelom svijetu proučava tu vrstu fizike. Srećom, dvoje od njih rade zajedno ovdje na Institutu”, dodao je. Autori su objasnili kako je ono što se pojavljuje iz njihovog rada zapravo nova mogućnost temeljena na ispravljenim shvaćanjima električnih polja koja su asteroidi trebali osjetiti, solarnog vjetra i plazme koji su nastali, i mehanizmu poznatog kao multifluidna magnetohidrodinamika.

Magnetohidrodinamika je inače proučavanje načina na koji nabijene tekućine, uključujući plazmu, djeluju na magnetsko polje, te kako magnetsko polje djeluje na njih. Magnetsko polje može utjecati na kretanje nabijene tekućine ili plazme, i obrnuto. Magnetohidrodinamika je imala svoj trenutak slave kao pogonski sustav za eksperimentalnu nuklearnu podmornicu u filmu “Lov na Crveni oktobar” iz 1990. godine.

Multifluidna magnetohidrodinamika je još više specijalizirana varijacija mehanizma koji se može primijeniti u situacijama u kojima je plazma veoma slabo ionizirana, a neutralne se čestice ponašaju puno drugačije od nabijenih čestica. “Neutralne čestice kroz trenje dolaze u interakciju s nabijenim česticama. A to stvara složen problem u proučavanju dinamike neutralnih plinova i dopuštanju da mali broj nabijenih čestica reagira s magnetskim poljem.”, rekao je Menzel.

Menzel i Roberge kažu da je njihova nova teorija obećavajuća, no iz nje ipak proizlaze mnoga pitanja koja zahtijevaju daljnja proučavanja. “Tek smo na početku ovoga. Bilo bi krivo izjaviti da smo riješili problem”. Ono što smo napravili jest predstavljanje nove ideje. No, što se tiče zapažanja i teoretskog rada, znamo da imamo prilično dobru paradigmu.”, rekao je Roberge.

Iako su Menzel i Roberge već sad imali mnogo koristi od nedavnog napretka u razumijevanju fizikalnih uvjeta u stvaranju sustava planeta, nadaju se da će njihov rad još više unaprijediti područje astrofizike. “Postoji mnogo sporednih produkata našeg rada, jer smo se kroz rad stvarno morali usmjeriti na to kako su asteroidi reagirali s plazmom mladog Sunčevog sustava. Morali smo uzeti u obzir mnogo fizikalnih pocesa koji u ovom kontekstu još nisu bili proučavani.”, rekao je Roberge.  

Izvor: Rensselaer Polytechnic Institute