Er vi egentlig alene?

Science fiction-litteraturen og Hollywood har servert oss mange historier om intelligent liv på andre planeter. – Bare i Melkeveien kan det være én million teknologiske sivilisasjoner, uttalte den kjente astronomen Carl Sagan i 1974. Gjennom 40 år har imidlertid ikke Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI-forskning) oppfanget radiosignaler i det mest aktuelle frekvensområdet fra noen nærliggende stjerne. Og mange spør – er vi egentlig er alene?

Enkel logikk kunne tilsi at det må finnes jordlignende planeter med avanserte livsformer andre steder. Det kan være fra 100 til 400 milliarder stjerner i Melkeveien. Nyere studier har antydet at antallet galakser i universet overstiger 125 milliarder. Noen av dem kan ha billioner stjerner. Etter hvert har vi oppdaget stadig flere planetlignende legemer i baner rundt forholdsvis nærliggende stjerner. Dermed er teorien om solsystemers opprinnelse bekreftet.

Tause stjerner

Frank Drake, Sagans tidligere kollega fra Cornell University og ledende SETI-forsker, har ut fra forsøk på å systematisere forskjellige variable faktorer i den formelen som bærer hans navn, antydet at det finnes 10.000 teknologiske sivilisasjoner.

Andre forskere, som for eksempel astronomen Ben Zuckerman ved University of California, Los Angeles, mener på sin side at vi kan være alene. Om ikke i hele universet, så i hvert fall i Melkeveien.

Seriøs SETI-forskning har ikke gitt noen som helst holdepunkter for at himmellegemer ved forholdsvis nærliggende stjerner sender ut radiosignaler i frekvensområdet 1-3 GHz. Mesteparten av letingen med store radioteleskoper og avansert elektronikk skjer omkring 1,42 GHz, emisjonslinjen for nøytralt hydrogen. Siden hydrogen er grunnstoffet det finnes mest av i universet, tror man fremdeles at dette er et fornuftig valg. Nå blir letingen likevel utvidet til enkelte andre frekvensområder, for eksempel i den synlige delen for enkelte typer lasere.

Nye holdepunkter

Forskningen gir stadig gir nye holdepunkter for hvordan liv oppsto og utviklet seg her på Jorden. Trolig oppsto det som meget primitive, encellede mikroorganismer ved termiske utslipp på ganske store havdyp. Utviklingen videre var sprangvis og meget langsom; at liv ble til dyr og til slutt mennesker på landjorden, skyldtes spesielt gunstige omstendigheter.

Overført til solsystemer generelt mener et økende antall forskere at liv oppstår lett der forholdene ligger til rette for det, og at mikroorganismene er utrolig robuste når de først har dukket opp. Utviklingen til dyr for ikke å si mennesker krever imidlertid så vidt mange spesielle forhold at disse stadiene er uhyre sjeldne. Konklusjonen blir at lavtstående, primitivt liv kan finnes på en rekke himmellegemer, mens høytstående liv i beste fall forekommer på et svært lite antall i vår galakse.

Undersjøisk snøvær

Boken Rare Earth, som kom på Copernicus forlag i januar, sammenfatter de nye forskningsresultatene og gir dem perspektiv. Forfatterne Peter D. Ward og Donald Brownlee er professorer ved University of Washington i Seattle. Wards fagområde er paleontologi med hovedvekt på masseutslettelse. Brownlee er astronom og har spesialisert seg på astrobiologi og solsystemets opprinnelse. Han leder NASAs Stardust-prosjekt – sonden som i januar 2006 skal frakte oppsamlede kometstøv-prøver til Jorden (TU 5/99).

Ifølge Ward og Brownlee oppsto liv på Jorden i form av primitive mikroorganismer på havbunnen, i dybder på flere kilometer, uten lys og under trykk på minst 400 atmosfærer. Ikke hvor som helst, men ved såkalte midthavsrygger der det finnes rekker av aktive vulkanske utløp. Her, mellom tektoniske plater i bevegelse, skjer en oppsvelling innenfra – lava ved 1100 grader møter havvann ved litt over null grader. Mineralrikt vann strømmer ut, og midt oppe i det hele kan man selv i våre dager observere et slags undersjøisk snøvær.

Snøen er i virkeligheten liv, mikroorganismer i milliarder. I dag finnes slike «ekstremofiler» også i hydrotermiske utløp på land, for eksempel i geysirer.

De første dukket trolig opp på havbunnen for omkring fire milliarder år siden, forholdsvis kort tid etter at Jorden ble dannet. Akkurat det skjedde som kjent for 4,6 til 4,5 milliarder år siden gjennom en tilvekstprosess: Store og små legemer av bergarter og frosne gasser klumpet seg sammen.

Etter hvert avtok mengden av større legemer, men for 4,4 til 3,9 milliarder år siden pågikk et veritabelt bombardement av mange små og noen større legemer. Det ga i begynnelsen overflatetemperaturer høye nok til å smelte bergartene. Under slike forhold kunne ikke vann eksistere på overflaten, og liv var utenkelig.

Vannets nøkkelrolle

Derimot muliggjorde smeltingen en tidlig lagdannelse. Innerst oppsto en kjerne av jern og nikkel omgitt av en mantel og en skorpe med lavere tetthet. Vann i Jordens indre boblet oppover etter som de tyngre grunnstoffene sank. Mer vann kom til ved innslag av kometlignende legemer.

Atmosfæren besto til å begynne med hovedsakelig av vanndamp og karbondioksid. Etter hvert som bombardementet og overflatetemperaturen avtok, kunne imidlertid vann kondenseres ut slik at det dannet seg dammer, sjøer og hav. Så mye vann kan det ha vært snakk om at det ville dekke et fullstendig kulerundt legeme til en dybde av cirka fire kilometer.

Den nøkkelrollen vannet har spilt ved livets opprinnelse her på Jorden, forklarer forskernes interesse for å lete etter spor av enkle livsformer på Mars og Jupiter-månen Europa. Planeten Mars har en forhistorie av minst én periode overflatevann for 3,9 til 3,8 milliarder år siden, og nye opplysninger kan tyde på at det enkelte steder fremdeles forekommer vann under overflaten (TU 26/2000). På Europa, med en gjennomsnittlig overflatetemperatur på minus 162 grader, har bilder fra romsonden Galileo gitt sterke indikasjoner på

vann under et 10–15 kilometer tykt islag. Vannmengden kan være stor; med en antatt dybde på over 100 kilometer vil det være dobbelt så mye som på Jorden. Varmekilde er trolig en sterk tidevannseffekt fra Jupiter, den overlegent største planeten i vårt solsystem.

På Mars og Europa har eventuelle enkle, tidlige livsformer ikke hatt muligheter for å utvikle seg videre. Det har de derimot på Jorden, takket være en serie helt tilfeldige omstendigheter som er uhyre sjelden, ifølge Ward og Brownlee.

Spesielle forhold

Generelt må utgangspunktet være at galaksen har nok tunge grunnstoffer. Den bør ikke være for liten og ikke ha elliptisk eller uregelmessig form. Solsystemets beliggenhet bør ikke være nær senteret i galaksen, der stjernemengden øker sjansen for destruktiv effekt av for eksempel supernova-eksplosjoner. Heller ikke bør den være for nær ytterkantene.

Solsystemets stjerne må være stabil, ha lang nok levetid og ikke avgi for mye ultrafiolett stråling. Avstanden fra stjernen må tillate fritt vann på eller nær overflaten. Den må være stor nok til å unngå bundet rotasjon – relevante planeter må altså ikke kontinuerlig vende samme side mot stjernen.

Planetbanene må være stabile – og det må ikke forekomme store planeter som skaper banekaos. På den andre side kan det være nødvendig med en Jupiter-lignende nabo som trekker til seg kometer og asteroider. Den Jupiter-lignende naboen må ikke ligge for nært og ikke for langt borte.

Planeten må ha riktig masse; stor nok til å holde på atmosfære og hav. Dessuten må den ha en kjerne. Og nok varme for platetektonikk. Platetektonikken er trolig en fordel når det gjelder å bygge opp landmasser.

Det må ikke være for mye vann, men heller ikke for lite. Atmosfæren må ha tilstrekkelig temperatur, sammensetning og trykk. Mengden av karbon må være nok for liv, men ikke gi en drivhuseffekt ute av kontroll.

Antallet store nedslag over tid må være få, og det må ikke forekomme nedslag som gir global sterilisering etter en innledende periode der liv har oppstått.

Planetens spinnakse må ha en skråstilling som gjør at årstidene ikke blir for ekstreme. Den må også ha en passe stor måne i gunstig avstand for å sikre at spinnaksens skråstilling forblir stabil.