Sedan 1960-talet har Drakes ekvation använts för att uppskatta hur många intelligenta och kontaktbara utomjordiska civilisationer som finns i Vintergatan. Efter den misshandlade vägen uppskattar den nya formeln frekvensen med vilken liv inträffar på planeten. Det kan hjälpa oss att ta reda på hur sannolikt i princip framväxten av liv i universum.
Den nya ekvationen, som utvecklats av Caleb Sharv från Columbia Astrobiological Center och Leroy Cronin från School of Chemistry vid University of Glasgow, kan ännu inte bedöma chanserna för att livet ska visas någonstans, men lovar intressanta utsikter i denna riktning.
Forskare hoppas att deras nya formel, som beskrivs i den senaste utgåvan av Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), kommer att inspirera forskare att utforska de olika faktorer som kopplar livshändelser till de speciella egenskaperna hos den planetariska miljön. Mer allmänt förväntar de sig att deras ekvation i slutändan kommer att användas för att förutsäga livets frekvens på planeten, en process som också kallas abiogenes.
De som är bekanta med Drake-ekvationen kommer också att förstå den nya ekvationen. Redan 1961 hämtade astronomen Frank Drake en probabilistisk formel som kan hjälpa till att uppskatta antalet aktiva utomjordiska civilisationer som sänder radiosignaler i vår galax. Hans formel innehöll flera okända, inklusive den genomsnittliga stjärnbildningsgraden, det genomsnittliga antalet planeter som potentiellt kunde stödja livet, den andel planeter som lyckades förvärva ett verkligt intelligent liv och så vidare. Vi har inte en slutlig version av Drake-ekvationen, men vi tror att det varje år gör det möjligt för oss att mer exakt uppskatta det okända.
Den nya formeln som utvecklats av Scharf och Cronin syftar inte till att ersätta Drakes ekvation. Istället kastar det oss djupare in i abiogenesstatistiken.
Så här ser det ut:
Var:
Kampanjvideo:
Nabiogenes (t) = sannolikhet för en livshändelse (abiogenes)
Nb = antal potentiella byggstenar
Nej = genomsnittligt antal byggstenar per organism eller biokemiskt signifikant system
fc = fraktionerad tillgänglighet av byggstenar över tid t
Pa = sannolikhet för montering per tidsenhet
Det ser komplicerat ut, men i verkligheten är allt mycket enklare. Ekvationen, kort sagt, säger att sannolikheten för liv på en planet är nära relaterad till antalet kemiska byggstenar som stöder liv och är tillgängliga på planeten.
Med byggstenar menar forskare nödvändigt kemiskt minimum för att starta processen att skapa enkla livsformer. Dessa kan vara grundläggande DNA / RNA- eller aminosyrpar, eller alla tillgängliga molekyler eller material på planeten som kan delta i de kemiska reaktionerna som leder till liv. Kemi förblir kemi i hela universum, men olika planeter kan skapa olika förhållanden som är lämpliga för livets uppkomst.
Mer specifikt anger Scharf- och Cronin-ekvationen att chanserna för liv på en planet är beroende av antalet byggstenar som teoretiskt sett kan existera, antalet tillgängliga byggstenar, sannolikheten att dessa byggstenar faktiskt blir liv (under montering) och antalet byggstenar som krävs för att producera en viss livsform. Förutom att identifiera de kemiska förutsättningarna för livets uppkomst, försöker denna ekvation bestämma frekvensen med vilken reproduktiva molekyler uppstår. På jorden inträffade abiogenes just nu när RNA uppträdde. Detta avgörande steg följdes av blomningen av ett enkelt encelligt liv (prokaryoter) och komplext encelligt liv (eukaryoter).
"Vårt tillvägagångssätt ansluter planetkemi till den globala takt med vilken liv genereras - detta är viktigt eftersom vi börjar hitta många solsystem med en massa planeter," sa Cronin. "Vi tror till exempel att närvaron av en liten planet i närheten - som Mars - kan vara viktig för att den svalnade snabbare än jorden … några av de kemiska processerna kan starta och sedan överföra komplex kemi till jorden för att hjälpa till att" driva "kemin på jorden."
En av de viktigaste konsekvenserna av denna studie är att planeter inte kan studeras isolerat. Som Cronin sa kan Mars och jorden ha varit inblandade i utbytet av kemikalier en gång i det avlägsna förflutna - och detta utbyte av ämnen kan tjäna som början på livet på jorden. Kanske utbyte av kemiska byggstenar mellan närliggande planeter kan dramatiskt öka chanserna för att liv uppstår på dem.
Så hur många exempel på liv finns det i universum?
"Det här är en svår fråga", säger Cronin. "Vårt arbete antyder att solsystem med flera planeter kan vara utmärkta kandidater för närmare granskning - att vi bör fokusera på flerplanetsystem och leta efter liv i dem." På vilket sätt? Det är värt att leta efter tecken på förändrade atmosfärer, komplex kemi, närvaron av komplexa föreningar och variationer i klimatet som kan bero på biologiskt liv.
Vi har inte tillräckligt med empiriska data för att slutföra Scharf- och Cronin-ekvationen just nu, men det kommer att förändras i framtiden. Under det kommande decenniet kommer vi att kunna använda James Webb Telescope och MIT Tess-uppdraget för att fylla i de värden som saknas. Till slut kommer vi att hitta svaret på den här frågan som oroar oss.
ILYA KHEL