[논문 리뷰] Free-floating planets: a viable option for panspermia

H. J. Durand-Manterola|arXiv (Cornell University)|2010. 10. 13.

Solar and Space Plasma Dynamics인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 행성계 형성 과정에서 태양계를 떠나 자유롭게 부유하는 행성(FFPs)이 항성계 간 생명체를 운반하는 데 유망한 수단이 될 수 있다고 제안한다. 궤도 역학 및 은하계 분포 모델을 사용하여, FFP이 은하계 수명 동안 태양의 은핵 반경에서 약 324회 정도 행성의 적산대에 진입할 것으로 예측되며, 이는 FFP을 통한 간성간 생명 확산을 뒷받ány하는 데 기여한다.

ABSTRACT

Genomic complexity can be used as a clock with which the moment in which life originated can be measured. Some authors who have studied this problem have come to the conclusion that it is not possible that terrestrial life originated here and that, in reality, life originated giga-years ago, before the solar system existed. If we accept this conclusion there is no other option than to admit that panspermia is something viable.The goal of this study is to propose a viable hypothesis for the transport of SLF from one planetary system to another. During the formation period of a planetary system giant planets can eject planets the size of the Earth, or larger, turning them into free-floating planets in interstellar space. These free-floating planets have also been called free floaters. If a free floater, which has developed life, enters a lifeless planetary system, it can seed the worlds of this system with SLF dragged by the stellar wind from one planet to another or by great impacts on the free planet. To support this hypothesis, I calculate the probability that one free floater reaches the planets zone of a planetary system, and also it was calculated the time it remains within the planetary zone in order to see if there is enough time to seed the host system.The probability of a free floater in the galaxy, within the region of the Sun, entering the planet zone of a system is 2.8x10-4, i.e., that {\sim}3 of 10,000 free planets manage to enter some planetary system. At the galactocentric distance from the Sun I calculated that there are 21,495 free floaters floating around the galactic center. Hence, 6 free-floating planets manage to enter in planetary systems every galaxy rotation. Since the galaxy has rotated 54 times since its formation, then, {\sim} 324 free floaters have entered some planetary system at the galactocentric distance of the Sun.

연구 동기 및 목표

• 자유롭게 부유하는 행성(FFPs)이 간성간 공간을 통해 생명 확산을 수행할 수 있는지 조사하기.
• FFPs가 행성계의 적산대에 진입할 확률을 평가하기.
• FFPs가 행성계의 적산대에 머무르는 기간을 평가하여 생물학적 확산이 가능한지 판단하기.
• 태양의 은하계 근처에서 행성계가 확산된 FFP의 수를 추정하기.

제안 방법

• 행성계 형성 과정에서 지구 크기 이상의 행성이 탈출하여 자유롭게 부유하는 행성(FFPs)으로 형성되는 것을 모델링하기.
• 궤도 역학 및 은하계 분포 자료를 사용하여 FFP이 행성계의 적산대에 진입할 확률을 계산하기.
• FFP이 행성계의 적산대에 머무르는 평균 시간을 추정하여 생물학적 확산 가능성 평가하기.
• 은핵 반경 데이터를 활용하여 태양 근처의 FFP 수와 만남 빈도를 추정하기.
• 통계 분석을 적용하여 은하수 수명 동안 총 FFP-행성계 만남 수를 추정하기.
• 별풍과 충돌 사건이 FFP 상의 생명 수반 물질을 천체 간 이동시키는 데 기여하는지 평가하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자유롭게 부유하는 행성이 행성계의 적산대에 진입할 확률은 얼마인가요?
• RQ2 자유롭게 부유하는 행성은 일반적으로 행성계의 적산대에 얼마나 오래 머무르는가요?
• RQ3 자유롭게 부유하는 행성은 별풍이나 충돌에 의해 생명체를 다른 행성계 간에 유지하고 이동시킬 수 있는가요?
• RQ4 은하수 수명 동안 태양의 은핵 반경에서 행성계와 만난 FFP은 대략 몇 개로 추정되는가요?
• RQ5 FFP이 행성계에 머무르는 시간 스케일이 생물학적 확산을 허용할 수 있는가요?

주요 결과

• 한 개의 자유롭게 부유하는 행성이 행성계의 적산대에 진입할 확률은 2.8×10⁻⁴이며, 약 10,000개의 FFP 중 3개에 해당한다.
• 태양의 은핵 반경에서 은하핵 근처에는 약 21,495개의 자유롭게 부유하는 행성이 존재할 것으로 추정된다.
• 평균적으로 약 6개의 자유롭게 부유하는 행성이 은하수 한 주기 동안 행성계에 진입한다.
• 은하수가 형성된 이래로 약 54회 주기를 완료했으며, 태양의 위치에서 약 324개의 자유롭게 부유하는 행성이 행성계에 진입했을 것으로 추정된다.
• FFP이 적산대에 머무르는 기간은 별풍이나 충격에 의해 물질 이동을 통한 생물학적 확산에 충분히 길다.
• 이 연구는 자유롭게 부유하는 행성이 간성간 생명 확산을 위한 타당한 메커니즘으로 작용할 수 있다고 결론 내린다.