Ученые рассмотрели возможность зарождения жизни на безводных планетах
Жизнь на любой планете не может зародиться без подходящего химического растворителя. Однако вовсе не обязательно это должна быть жидкая вода. Команда астробиологов рассмотрела возможные альтернативные вещества и нашла пару многообещающих кандидатов для поиска жизни на других планетах и спутниках.
На сегодня известно более пяти с половиной тысяч экзопланет, часть из которых считаются потенциально обитаемыми. Вдобавок в Солнечной системе есть планеты и спутники с существенно отличающимися от Земли условиями, на которых ученые не теряют надежды найти признаки существующей сейчас или существовавшей в прошлом жизни. Но эта жизнь вовсе не обязательно имеет известную и привычную нам углеродную форму.
Например, внеземные организмы могут выбрать в качестве основного строительного элемента кремний, а не углерод, или дышать водородом вместо кислорода. Тем не менее на любой планете жизнь должна опираться на универсальные законы химии, а значит, для ее развития необходим подходящий химический растворитель. На Земле это, естественно, жидкая вода, обладающая рядом ценных свойств.
Во-первых, вода может существовать в жидкой форме в условиях поверхности Земли, а ее молекула крайне стабильна. Во-вторых, она растворяет ряд соединений (но не все), в том числе полимерных, предоставляя живым организмам к ним доступ для получения питательных веществ. Также вода позволяет сложным молекулам стабильно существовать, легко смешиваться, взаимодействовать и образовывать комплексы. Наконец, вода обладает химической функциональностью, активно участвуя в метаболизме земных организмов.
Неудивительно, что многие ученые и космические агентства считают наличие жидкой воды на поверхности экзопланет необходимым условием для признания их потенциально пригодными для зарождения жизни. Однако в новом исследовании международная команда ученых попыталась пересмотреть понятие подходящих для жизни химических растворителей, расширив тем самым область ее поисков.
В статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, астробиологи рассмотрели распространенные на небесных телах химические растворители и их соответствие четырем критериям: стабильности, сольватации (связывание молекул растворителя молекулами растворенного вещества), стабилизации других молекул и функциональности, характерным для воды. Среди десятка кандидатов лишь аммиак, серная кислота и диоксид углерода удовлетворяли хотя бы трем критериям из четырех.
Но аммиак легко разрушается под воздействием ультрафиолета и, следовательно, вряд ли подходит на роль основного растворителя. В свою очередь, серная кислота, хоть и чрезвычайно опасна для жизни на Земле, удовлетворяет трем основным условиям и может быть неплохим растворителем для инопланетной жизни. Единственный минус — недостаток данных о возможности существования в ее растворах разнообразного набора сложных молекул для поддержания хотя бы простейшей биохимии.
Наконец, диоксид углерода (СО2) часто встречается, довольно стабилен, может растворять многие типы молекул и обеспечивать стабильность их комплексам. Но чтобы он мог существовать в жидком виде, нужны весьма специфические условия. А возможность его функционального участия в биохимии жизни крайне сомнительна из-за химической инертности молекулы СО2.
С одной стороны, авторы нового исследования в очередной раз подтвердили, что вода — наиболее распространенный и подходящий растворитель для развития и поддержания жизни. Однако исследователи также показали, что другие распространенные на планетах и спутниках молекулы по минимальным критериям довольно близки к свойствам воды. К тому же они могут работать вместе, образуя идеальный растворитель для инопланетной жизни.
Отдельно отметим: возможно, ученые несколько рано списали аммиак в качестве кандидата в альтернативные растворители. Ультрафиолет действительно разлагает его, но наличие аммиака исследователи предполагают в целом ряде подводных океанов (вплоть до Плутона), а подо льдом ультрафиолета нет, поэтому химической стабильности аммиака мало что угрожает.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.