Tak for en fin gennemgang af mulighederne for liv i universet. Jeg har en enkelt kommentar.

Du skriver "Vi ved, at liv vil få fodfæste, hvis det blot får den mindste chance. Hvis der er noget, biologerne har lært os om Jorden, er det, at liv findes overalt: i iskolde gletschere, i skoldhede gejsere, i bjerghulers bælgmørke, inde i klipper, i giftige vandhuller, i … osv."

Jeg mener, man skal skelne mellem hvor liv kan tilpasse sig til at eksistere, når først det er opstået, og så hvor det kan opstå. For at liv kan opstå skal der være gode betingelser, passende temperatur, vandigt miljø, rigelig forsyning af livets såkaldte byggestene, altså diverse organiske molekyler som aminosyrer, nukleotider, osv. Betingelserne har været til stede i den unge jords ocean. Men betingelserne er absolut ikke til stede dybt nede i jorden, i gletcherspalter, i knastørre ørkener osv. Disse steder vil livet ikke kunne opstå, men nogle livsformer har senere tilpasset sig til at kunne eksistere der.

På sammen måde kan liv sikkert ikke opstå på mars, hvis betingelserne er som de er nu. Det er muligt, der findes ekstreme bakterier på jorden, som, hvis de blev anbragt på mars, ville kunne overleve og formere sig (noget man forhåbentlig aldrig vil prøve). Men hvis liv skal kunne opstå på mars skal betingelser være helt anderledes gunstige, hvad de måske også en gang har været.

Skal man søge efter liv andre steder end på jorden skal man derfor søge på steder, hvor der er eller har været gunstige betingelser for liv, det er ikke nok at en planet er i den beboelige zone, hvis det fysiske og kemiske miljø er håbløst.

Månen Europa er i øvrigt ikke i solens beboelige zone, men der er alligevel en teoretisk mulighed for liv, da den sammen med moderplaneten har "lavet" sin egen beboelige zone med flydende vand i det indre..

Du skriver at: [Den beboelige zone omkring en stjerne er en misforståelse]. Samtidig skriver du: [En planets overfladetemperatur bestemmes af … afstanden til stjernen og stjernens styrke].

Den bebolige zone defineres som afstanden fra en stjerne, hvor en jord-lignende planet kan bibeholde flydende vand på sin overflade og derved give grundlag for jord-lignende liv. Den beboelige zone er dog kun én af en række andre betingelser for et muligt økosystem. F.eks. menes det, at flere af månerne omkring Jupiter og Saturn har en indre varmekilde, som danner grundlag for flydende vand under overfladen, men i dette tidlige stadie i undersøgelsen af exo-planetsystemer kan vi kun se, hvad der sker på overfladen.

Inden for et exo-planetsystem må en planet derfor ligge indenfor den beboelige zone for at flydende vand på overfladen kan registreres. Såfremt planeten ligger udenfor, vil den ikke modtage tilstrækkelig varme fra sin stjerne til at kompensere for den strålingsvarme, som forlader planeten, og som derved bevirker, at vandet antager fast form (dvs. is). Ligger planeten indenfor den beboelige zone modtager den så megen varme, at vandet begynder at koge (dvs. overgår til luftform). Flydende vand anses for vigtig, fordi kulstofforbindelser opløst i vand danner grundlag for liv på Jorden.

Hvis vi ser på Jorden, optager og tilbagekaster den på grund af skyer og overfladens beskaffenhed en bestemt mængde af den varme, som den modtager fra Solen. En exo-planet med samme refleksivitet, som kredser om en G2 stjerne, og som roterer om sin egen akse på 24 timer vil – såfremt den kredser om stjernen i en afstand på mellem ca. 0,63 og 1,15 astronomiske enheder – ligge i den pågældende stjernes beboelige zone.

Den beboelige zone for en varmere stjerne vil ligge længere ude og være bredere på grund af stjernens større lysstyrke, og ligeledes vil zonen for en køligere stjerne ligge tættere på stjernen og være smallere.

Den beboelige zone omkring en stjerne er en misforståelse. En planets overflade temperatur bestemmes af dens rotation, vægt (tyngekraft) og afstanden til stjernen(solen) og stjernens styrke. Når Venus er for varm, så skylde det den langsomme rotation. Når Mars er så kold så skyldes det at planetens vægt er for lille til at atmosfæren kan holde på varmen. Jorden har haft den samme temperatur i lang tid på trods af at solen har ændret lysstyrke.

Eftersøgningen efter liv på andre planeter drejer sig om livsbetingelser. Hvad gør vores egen Sol til en livgivende stjerne? Jorden har haft livsbetingelser i omkring 3,7-3,8 milliarder år, så hvad er det der gør, at en planet og den stjerne, den kredser om, kan opretholde betingelserne for liv?

Vi ved, at liv vil få fodfæste, hvis det blot får den mindste chance. Hvis der er noget, biologerne har lært os om Jorden, er det, at liv findes overalt: i iskolde gletschere, i skoldhede gejsere, i bjerghulers bælgmørke, inde i klipper, i giftige vandhuller, i … osv. De har også lært os, at livet kan ændre miljøet og ofte skaber nye nicher, hvor der ikke før var liv til stede. I sidste ende ser det ud til, at den basale betingelse er, at der findes flydende vand.

Livet har brug for andre ting: Byggematerialer i form af kulstof, kvælstof og ilt. Det har brug for energitilførsel fra en stjernes lys, fra en planets indre varme eller fra kemiske reaktioner, men såfremt der findes flydende vand, findes disse betingelser sandsynligvis også.

En vigtig del af eftersøgningen for liv uden for Solsystemet drejer sig om en stjernes beboelige zone. Det er det område, hvor temperaturen er passende til, at flydende vand kan være til stede på en jordlignende planet. Den beboelige zone er kun én af en række andre betingelser for et muligt økosystem, men i dette tidlige stadie i forståelsen af andre planetsystemer, er det foreløbig den eneste, vi kan undersøge fra Jorden.

Vi er stadig langt bagud i kendskabet til Solens beboelige zone. Dog ved vi, at Jorden befinder sig her og har gjort det i milliarder af år. Venus, Jordens søsterplanet med hensyn til størrelse og masse, ligger en 1/3 nærmere Solen end Jorden og ligger ikke i den beboelige zone. Den er for varm til liv og mistede formodentlig sit vand tidligt i sin historie, da havene blev kogt væk af det intense sollys. Mars, 50% længere væk fra Solen end Jorden, er koldere men har trods dette haft flydende vand før i tiden. Mars ligger formodentlig indenfor Solens beboelige zone, og hvis den blot havde været lidt tungere, ville dens tyng- dekraft have været tilstrækkelig til at holde på en betydelig atmosfære.

En beboelig zone, som opretholdes i milliarder af år, er en vigtig faktor i eftersøgningen efter planeter med liv. I øjeblikket ved astronomerne intet om tilstedeværelsen eller fraværet af jordlignende planeter i vores nabostjerners beboelige zone, men de ved en masse om selve stjernerne, og kan afgøre, hvilke der vil være gode kandidater til livsbetingelser på eventuelle planeter. En egnet stjerne er en med en beboelig zone, som befinder sig i samme område i milliarder af år. En anden betingelse er, at intet må være til hinder for, at der rent faktisk også kan dannes terrestriske planeter. Det er ikke alle stjerner, som passerer disse to forhindringer.

Den første betingelse - opretholdelse af stabile livsbetingelser i milliarder af år - sætter en række begrænsninger på adskillige forhold, som nemt kan observeres. Unge stjerner er ikke det bedste sted at lede. Ikke alene har liv kun haft kort tid til at udvikles. I den første milliard år eller så vil asteroider og kometer konstant bombardere planeterne i et nydannet system og gøre det uhyre svært for liv at få fodfæste. Det viser sig, at unge stjerner ligesom teenagere skal gennem en meget aktiv fase, for efter omkring 3 milliarder år at gå ind i en rolig tilstand, hvor flares og andre atmosfæriske udladninger aftager i intensitet. Solen er et eksempel på en sådan stjerne, hvis aktivitet er faldet betydeligt i en alder af omkring 3 milliarder år. Om denne stabile tilstand er med til at livet kan opstå er uklart, men dette giver astronomerne mulighed for at identificere de unge stjerner og udelukke dem fra deres undersøgelser efter planeter med liv.

Stabilitet gennem længere tid viser også vej til et begrænset antal stjerner. Sollignende stjerner har en lang stabil fase på omkring 10 milliarder år, hvor brint forbrændes, hvilket giver tilstrækkelig tid for højere livsformers udvikling. Stjerner som Solen er også tilpas varme til, at deres beboelige zone er bred nok til at rumme to eller flere planeter.

Helt op til 90% af Mælkevejens stjerner er små svage objekter, som kaldes M-type dværge. De har højst en masse på halvdelen af Solens, og deres store antal taget i betragtning ville det være bekvemt, såfremt de også havde beboelige planeter omkring sig. På grund af deres små masser kan en M-dværg eksistere i meget lang til med en næsten konstant lystyrke. Omkring en sådan stjerne vil livet have milliardvis af år til at udvikle sig i.

Imidlertid er M-dværge meget tvivlsomme som værtsstjerner for beboelige planeter. Ikke alene er deres beboelige zone meget smal (omkring 1/10 af Solens), men samtidig ligger zonen meget tæt på stjernen - typisk en ¼ af Merkurs afstand, eller 1/10 af Jordens. Dette betyder, at en evt. planet her vil være gravitationelt låst i bunden rotation, således at den ene halvdel af kloden altid vender ind mod stjernen. I stedet for at få varmen ligeligt fordelt vil den stjernenære side minde om en evig Saharaørken og den anden side om en evigt frossen og mørk Arktisk ødemark.

En sådan situation vil samle al atmosfærens fugtighed i en gigantisk iskappe på natsiden. Dette vil i sig selv være en hindring for livsbetingelser, men hvad der er endnu værre er, at M-dværge er kendte for mange flares. Alle stjerner udsender flares regelmæssigt - også Solen. Men M-stjerner kan midlertidigt forøge deres lysstyrker med en faktor på 100 eller mere og udsende højenergistråling og hurtige partikler, som ville ødelægge al DNA-materiale i nærheden. I forbindelse med den beboelige zones korte afstand fra stjernen, vil et sådant udbrud svare til at anbringe planeten i et ultraviolet sterilisationsapparat.

Selv med den korte afstand til en M-dværg og de voldsomme flareudbrud er alle muligheder dog ikke udtømte for livsbetingelser. Hvis en planet i bunden kredsløb er stor nok til at holde på en betydelig drivhusatmosfære ikke meget tættere end Jordens, kan cirkulation i atmosfæren bibeholde tålelige forhold i en zone langs terminatoren. Med tilstedeværelsen af en smule ilt, som dannes når vandmolekyler dissocierer, vil der dannes et ozonlag i atmosfæren, hvilket igen vil beskytte mod den kraftige stråling fra stjernen. Endvidere er det ikke alle M-dværge, som har voldsomme flareudbrud. På SETI-Instituts liste over målobjekter findes mange M-stjerner, som kun varierer med under 3%, så selv om de ikke er de bedste kandidater til planetsystemer med liv, tror de fleste forskere, at der kan findes liv omkring nogle af dem.

Når det derimod drejer sig om stjerner, som blot er nogle få gange større end Solen, bliver billedet et helt andet. Disse stjerner lyser så kraftigt, at de bruger al deres brint inden et planetsystem kan blive færdigdannet. Sådanne stjerner svulmer op til kæmper og forbrænder helium, kul, kvælstof, ilt og andre grundstoffer indtil jern. Dette er det tungeste grundstof, som en normal stjerne kan skabe. Herefter forgår de i en eksplosion, som danner resten af de naturlige grundstoffer, der efterfølgende spredes til resten af Universet.

En supernovaeksplosion er imponerende, men ikke særlig behagelig for liv - eller rettere for eksisterende liv. Vi må nemlig ikke glemme, at de første supernovaer i det tidlige Univers spredte jern, nikkel, kul, ilt og alle de andre byggestene til planetdannelse. De massive stjerner har således også en vigtig rolle for livets opståen.

Efter at en stjerne har bestået den første test: masse, alder og aktivitet, er forskerne sikre på, at den også kan opretholde en beboelig zone i tilstrækkelig lang tid. Men der mangler stadig den anden faktor: at der rent faktisk også kan dannes planeter omkring stjernen. Dette punkt kan koges ned til to komponenter, af hvilken den første drejer sig om, hvorvidt stjernen er single eller er medlem af et dobbelt- eller flerdobbelt system. Solen er en single, hvilket i sig selv er statistisk usædvanligt. Omkring 2/3 de øvrige sollignende stjerner i Mælkevejen findes i multipelsystemer. Det betyder ikke nødvendigvis ringere chance, men der er visse forhold i et sådant system, som skal tages i betragtning. F.eks. kan den anden stjerne i systemet:

1) Kredse så tæt på hovedstjernen, at den beboelige zone går rundt om begge stjerner på én gang. Dette er i sig selv ingen hindring for livsbetingelser.
2) Bevæge sig gennem, eller komme meget tæt på den beboelige zone og derved øve
gravitationel indflydelse på eventuelle planeter, eller endda slynge dem ud af systemet.
3) Kredse tilstrækkelig langt borte til, at den ikke har indflydelse på den beboelige zone, men dens tilstedeværelse vil skabe så afvekslende og tilfældige lysforhold, at det kan få indflydelse på en planets klima.
4) Kredse så langt borte, at den slet ingen indflydelse har på den beboelige zone.

I det sidste tilfælde har begge stjerner sikre beboelige zoner, og er derfor dobbelt interessante. Det er kun i tilfælde af små afstande, der opstår problemer.

De fleste dobbeltstjerner synes at være sikre, og falder enten i den første eller den sidste gruppe. Tre eller firedobbelte systemer er mere eksotiske, med de er lige så velegnede som almindelige dobbeltstjerner til at kunne opretholde livsbetingelser. De fleste flerdobbelte systemer er hierarkisk opbygget: Et med tre stjerner består som regel af et tæt dobbeltstjernepar omkredset af et fjernt tredie medlem. Et firdobbelt system består af to par, og et med fem stjerner består af to par, omkredset af et femte medlem i stor afstand, osv.

Et andet forhold til hinder for planetdannelse i den beboelige zone er stjernens sammensætning. Vi ved, at stjerner og planeter dannes samtidig af den samme støvsky. Når tyng debølger eller andre forhold får en støvsky til at falde sammen, bliver dennes gas og støv komprimeret. Klumper i skyen samles gravitationelt til stjerner og planeter, men ikke alle støvskyer er ens. Nogle har stort indhold af grundstoffer tungere end helium (astronomerne kalder disse grundstoffer metaller). Dette indhold er betinget af, hvilke forhold der tidligere herskede i støvskyens omegn som f.eks. supernovaeksplosioner. I sammenligning med Solen er nogle stjerner således metalrige, medens andre er metalfattige.

Dette er vigtigt, fordi astronomerne har fundet, at metalrige stjerner har større sandsynlighed for at have gigantiske gasplaneter i tætte kredsløb. De ved endnu ikke, hvorvidt en metalrig stjerne også har indflydelse på dannelsen af terrestriske planeter, men det vil være mest logisk, såfremt metalrige stjerner også har størst sandsynlighed for at have små planeter dannet af tungere grundstoffer. På den anden side har metalrige stjerner de store gasplaneter i tætte baner, fordi der stadig var meget materiale i kredsløb om den unge stjerne, og dette samlede sig til store planeter.

Til slut må selve Mælkevejens forhold også tages i betragtning. Er hele Mælkevejen med dens op i nærheden af 400 milliarder stjerner egnet til liv?

Dette er ikke særlig sandsynligt. Vores egen sol befinder sig i et område af Mælkevejen, hvor der i gennemsnit er nogle få lysår mellem de enkelte stjerner. Stjernerne her kommer derfor sjældent i nærheden af hinanden, medens der i de mere tætte områder, såsom den centrale udbuling, i nogle dele af spiralarmene, i kuglehobene osv., er større sandsynlighed for tætte møder med nabostjernerne. Sådanne hændelser betyder ustabilitet i et planetsystem omkring de involverede stjerner.

Solen blev formodentlig dannet i en spredt stjernehob. Det er meget tænkeligt, at en del af de fjerne Kuiperbælteobjekter udenfor Plutos bane oprindeligt har tilhørt en af de øvrige stjerner i hoben, men i dag er hoben spredt for alle vinde, og Solen vil forblive isoleret meget langt frem i tiden. Selv om dens bane omkring Mælkevejens centrum ikke er helt klarlagt - det tager trods alt omkring 250 millioner år - synes det, at Solen kredser i et særligt område af den galaktiske skive, hvor alle stjerner, tåger og selve spiralarmene bevæger sig med samme ensartede hastighed.

Tættere på Mælkevejens centrum bevæger enkelte stjerner sig hurtigere end spiralmønstret og passerer derfor jævnligt gennem spiralarmene. Disse spiralarme er områder for massiv stjernedannelse og energirig stråling fra de nydannede stjerner kan ødelægge betingelserne for livsformer. De store ansamlinger af gas og støv kan ligeledes ændre en planets klima, så ved at holde sig i den midterste kørebane har Solen kunnet opretholde stabile forhold i milliarder af år.

Biologisk aktivitet er en kosmisk balanceakt, med de bedste forhold omkring særlige stjerner. Disse stjerner kredser i særlige områder af Mælkevejen, og disse forhold gælder formodentlig også for Universets øvrige galakser.

For at være en god værtsstjerne for planeter med muligheder for udvikling af liv kan betingelserne groft summeres op til at:

1) Stjernen skal opretholde den samme lysstyrke i milliarder af år.
2) Stjernen skal dannes fra en støvsky med tilstrækkeligt stort metalindhold til at skabe terrestriske planeter.
3) Stjernen skal holde sig mellem spiralarmene så længe som muligt.
4) Stjernen må ikke udsende voldsomme flares
5) Stjernen må ikke være medlem af et dobbeltstjernesystem, hvor den anden stjerne i systemet griber ind i den beboelige zone.

Ligeledes kan extraterrestriske planeter med muligheder for flydende vand og derfor gode livsbetingelser summeres op til at omfatte:

1) Terrestriske planeter i en stjernes beboelige zone, hvor der hverken er for koldt eller for varmt.
2) Terrestriske måner i en stjernes beboelige zone. Store gasplaneter i den beboelige zone kan have store måner som f.eks. Saturnmånen Titan, hvor vand i store mængder kan forefindes.
3) Måner under indflydelse af en gasplanets tidevandskræfter. Store gasplaneter i en stjernes kolde ydre områder kan have måner, der på samme måde som Jupitermånen Europa er udsat for gravitationelle påvirkninger, som skaber en indre varme i månen.
4) Frie terrestriske planeter opvarmet af indre radioaktive processer. Der er fundet adskillige planeter frit i Mælkevejen. De er formodentlig slynget ud i det interstellare rum fra deres værtsstjerne, og radioaktivt henfald i deres indre kan holde dem varme trods fraværet af en nærliggende stjerne.
5) Flydende oceaner under overfladen på isplaneter. Nogle store planeter kan have områder i deres indre, hvor temperaturen og trykket er i balance til at flydende vand kan eksistere.

Livet på Jorden viser én ting: at der er en undtagelse for enhver regel. Der er fundet livsformer på de mest uventede steder på vores klode, hvilket er lovende for eftersøgningen af liv andre steder i Universet.

Måske er det heller ikke så betydningsfuldt, om der i det hele taget findes flydende vand. NASA's eftersøgning efter liv har hele tiden fulgt mantraet Follow the water, men er dette faktisk naturens eneste mulighed?

Vi har altid fået at vide, at vand er en betingelse for liv. Det udgør 60% af vores legemsvægt og dækker 70% af Jordens overflade. For at have noget som helst håb om at finde liv andetsteds i Universet skal vi ifølge al hidtil forskning derfor lede efter vand. Faktisk er det dette forhold, der styrer rumfartsnationernes milliarddollar dyre eftersøgning efter andre beboelige kloder.

Når der søges efter liv, som vi kender det, synes denne strategi at være fornuftig. Men hvad med liv, som vi ikke kender det? - liv som måske er baseret på en anden form for kemi og andre former for energitilførsel end den konventionelle. Under forudsætning af at der findes liv, er vand så en nødvendighed for dets eksistens, eller findes der en erstatning for den gode gamle H2O? Ved at koncentrere eftersøgningen på vandbaseret liv, vil forskerne så overse et utal af andre muligheder?

I 1973 satte Carl Sagan spørgsmålstegn ved en påstand, som var blevet fremsat 60 år tidligere af Harvard biokemikeren Lawrence Henderson. Henderson mente, at liv nødvendigvis må være baseret på kulstof og vand, og at de højere livsformers stofskifte er afhængig af fri ilt. Sagan sagde at ... Henderson havde en vis interesse i sin påstand, fordi han selv var lavet af kulstof, vand og ilt.

Andre astronomer advarer også mod udelukkende at anstille et "hydrocentrisk" synspunkt når det drejer sig om ikke-jordisk liv. Alle usikkerhederne taget i betragtning kan en indstilling med alle muligheder åbne vise sig at være den eneste løsning. I øjeblikket har vi kun et eksempel på liv, og det behøver vand. Alt herudover er spekulation, men det er lige så spekulativt at påstå, at liv altid er afhængigt af vand som at påstå, at det kan baseres på f.eks. silicium og flydende kvælstof eller ammoniak.

...
[Derudover kræver ... de kan ... sættes til at arbejde selv om natten].
...
Ja selvfølgelig, det er jo netop det, som er pointen.