Когато се замислим дали извънземните съществуват или не, обикновено си ги представяме на планета, подобна на Земята, орбитираща някъде около далечна звезда. Едва ли някой си мисли, че живеят в самото пространство. Но тази идея има право на живот. През април 2016 г. учените станаха още по-убедени, че ключовите елементи на живота могат да се появят от прости вещества при съмнителни условия за живот в междузвездното пространство.
Корнелия Майнер от университета в Ница във Франция и нейните колеги показаха, че смес от замразена вода, метанол и амоняк - всички те са в изобилие в „молекулярните облаци“, където се образуват звезди - може да се трансформира в голямо разнообразие от захарни молекули, когато са изложени на ултравиолетови лъчи. също запълнете пространство. Сред тези захари и рибоза, част от ДНК-подобна РНК молекула.
От това следва, че основните молекули на живота могат да се образуват в космическото пространство, а след това да се качиш на планети като Земята, заедно с ледените комети и метеорити. И какво, питаш? Ние знаем от десетилетия, че други градивни елементи на живота могат да възникнат от химични реакции като тази, а след това да попаднат в комети, астероиди и планети. Но не е толкова просто. Може би самият живот не се нуждае от топла и уютна планета, окъпана в слънчевите лъчи, за да се роди. Ако суровите съставки са суспендирани в пространството, може ли животът да произхожда от тях?
Идеите за произхода на живота рядко обмислят този сценарий. Вече е трудно да се разбере как е възникнал животът на ранната Земя, да не говорим за условията, при които температурите са близки до абсолютната нула и вместо атмосферата има почти пълен вакуум.
Създаването на основните градивни елементи на живота, захарите и аминокиселините е лесно както винаги. Има много химически възможни начини да направите това, като имате на разположение поне прости молекули от млади слънчеви системи.
Много по-трудно е тези сложни молекули да се съберат в нещо, което може да подкрепи жизнените процеси като възпроизвеждане и метаболизъм. Никой никога не е правил това. Никой не предложи възможен начин за това - дори в най-удобната лабораторна среда, камо ли в космическото пространство.
И все пак няма причина, поради която животът не би могъл да се появи далеч от някоя звезда, някъде в безплодната пустиня на междузвездното пространство. Точно обратното.
Промоционално видео:
Но първо, ние трябва да се съгласим за това, което се счита за "живот". В крайна сметка изобщо не е необходимо да се търси нещо познато. Например, можете да си представите нещо като Черния облак в едноименния класически роман за научна фантастика от Фред Хойл от 1959 г.: един вид жив газ, който плава в междузвездното пространство и е изненадан, че открива живот на планетата. Вярно е, че Хойл не предложи ясно обяснение как един газ без определен химичен състав може да стане разумен. Може би ще представим нещо по-солидно.
Въпреки че не можем да сме сигурни, че целият живот се основава на въглерод, какъвто сме на Земята, има всички причини да вярваме, че е така. Въглеродът е много по-гъвкав градивен елемент за сложни молекули от силиция, втората най-популярна теоретична основа за живота. Учените обичат да спекулират как би могла да живее на първо място извънземна биохимия.
Астробиологът Чарлз Кокъл от Университета в Единбург във Великобритания смята, че основата на живота на Земята - въглерод и нуждата от вода - "отразява универсална норма". Той признава, че възгледът му е донякъде консервативен, което науката по правило отхвърля. Но нека да вземем конвенционален живот на въглерода. Как може да възникне в дълбокия космос?
С химическата основа всичко е ясно. Подобно на захарите, животът на Земята се нуждае от аминокиселини, градивни елементи на протеини. Но знаем, че те могат да се образуват в космическото пространство, защото се намират в "примитивни" метеорити, които никога не са виждали повърхността на планетата.
Те могат да се появят в ледени гранули в химическа реакция, наречена Strecker синтез, наречена на името на германския химик от 19 век, който я откри. Тази реакция включва прости органични молекули, кетони или алдехиди, в комбинация с циановодород и амоняк. Химията в комбинация с ултравиолетова светлина се предлага като алтернатива за започване.
На пръв поглед изглежда, че тези реакции нямат място в дълбокото пространство, тъй като няма източници на топлина или светлина, които да ги задвижват. Молекулите, които се сблъскват в студени и тъмни условия, нямат достатъчно енергия, за да започнат химическа реакция. Те сякаш се опитват да прескочат преграда, която е твърде висока за тях.
Но през 70-те години съветският химик Виталий Голджански показа обратното. Някои химикали могат да реагират дори при охлаждане до четири градуса над абсолютната нула - почти като температурата на самото пространство. Всичко, което трябва да направят, е да помогнат на високоенергийното излъчване като гама лъчи или електронни лъчи - космически лъчи, които се поместват в пространството.
При тези условия, както откри Голдански, формалдехидът, основана на въглерод молекула, разпространена в молекулни облаци, може да се събере в полимерни вериги с дължина няколкостотин молекули. Голдански вярвал, че подобни космически реакции могат да помогнат на молекулните градивни елементи на живота да се съберат от прости съставки, циановодород, амоняк и вода.
Осъществяването на сливането на такива молекули в по-сложни форми е много по-трудно. Високо енергийното излъчване, което може да е помогнало за иницииране на първите реакции, сега се превръща в проблем. Ултравиолетовата светлина и други форми на радиация могат да причинят реакции като тези, демонстрирани от Майнер. Но Кокъл казва, че ще разрушат молекулите, както и ще ги съберат. Възможните биомолекули - прекурсори на протеини и РНК, например, ще се разпаднат по-бързо, отколкото могат да бъдат произведени.
„Крайният резултат е въпросът дали напълно извънземна среда може да подпомогне появата и растежа на самовъзпроизвеждащи се химически системи, които могат да се развиват“, казва Кокъл. „Не виждам причина това да не се случи при много студени условия или по повърхностите на ледени гранули, но като цяло се съмнявам, че при такива условия могат да се появят много сложни молекули.“
Планетите предлагат два по-меки източника на енергия: топлина и светлина. Животът на Земята зависи от слънчевата светлина, така че не би било излишно да се предполага, че животът на "екзопланети" в близост до други звезди също ще разчита на енергийните запаси на техните собствени светила.
Жизнената топлина също е навсякъде. Някои учени смятат, че първият живот на Земята не е разчитал на слънчевата светлина, а на вулканичната енергия, която излиза от вътрешността на планетата, както и на горещите извори в дълбокото море. Дори и днес тези извори пият топла варя, богата на минерали.
Има топлина и на големите луни на Юпитер. Той се ражда в хода на действието на мощни приливни сили, упражнявани върху спътниците от гигантска планета, които компресират червата на луните и ги нагряват в процеса на вътрешно триене. Тези приливни енергии причиняват океаните да се стопят върху ледените луни Европа и Ганимед, а Йо обикновено има най-мощната вулканична система в Слънчевата система.
Трудно е да си представим как молекулите, принудени да се скрият в ледените зърна на междузвездното пространство, биха могли да намерят тази подхранваща енергия. Но може да има други опции?
През 1999 г. планетарният учен Дейвид Стивънсън от Калифорнийския технологичен институт предположи, че галактиките може да са пълни с „несериозни планети“, които плуват извън звездни околности, твърде далеч от родителската си звезда, за да усетят нейната гравитация, топлина или светлина.
Тези светове, каза Стивънсън, биха могли да се формират като обикновена планета, близо до звезда, в средата на газ и прах. Но тогава гравитационният влекач на големи планети като Юпитер или Сатурн накара планетите да напуснат своите траектории и бяха хвърлени в празното пространство между звездите. Може да изглежда, че те са изправени пред студено и безплодно бъдеще. Но Стивънсън твърди, че напротив, тези измамливи планети може да са "най-изобилните живи светове във Вселената" - защото те могат да останат достатъчно топли, за да подкрепят съществуването на течна вода под земята.
Всички твърди планети във вътрешната слънчева система имат два вътрешни източника на топлина.
Първо, всяка планета има огнено ядро, което е още по-горещо след формирането. Второ, има радиоактивни елементи. Те загряват вътрешността на планетата в процеса на гниене - парче уран е топло на допир. На Земята радиоактивният разпад в мантията представлява половината от общото нагряване.
Първоначалният разпад на топлина и радиоактивност в твърди роуминг планети може да ги затопли милиарди години - може би достатъчно дълъг, за да могат планетите да останат вулканично активни и да имат достатъчно енергия, за да започнат живота си.
Разбойните планети също могат да имат плътна атмосфера, улавяща топлината. В сравнение с газови гиганти като Юпитер и Сатурн, атмосферата на Земята е тънка и крехка, тъй като топлината и светлината от Слънцето отнемат леки газове като водород. Меркурий е толкова близо до Слънцето, че изобщо няма атмосфера.
Но роуминг планети с размер на Земята, които са далеч от влиянието на родната звезда, също може да има изначална атмосфера. Стивънсън изчисли, че температурата и налягането на такава планета ще са достатъчни, за да поддържат течността на водата на повърхността дори при липса на слънчева светлина.
Нещо повече, измамните планети няма да бъдат обект на падане на големи метеорити, както някога Земята. Те могат да бъдат изхвърлени от домашната си слънчева система дори със своите спътници на каишка, което впоследствие ще осигури известно нагряване поради силите на приливите и отливите.
Дори ако такава планета няма гъста атмосфера, тя все още може да бъде обитаема.
През 2011 г. планетарният учен Дориан Абът и астрофизикът Ерик Швицер от Чикагския университет изчислиха, че планетите три и половина повече от размера на Земята могат да бъдат покрити изцяло с дебел лед. Под него ще има океан с течна вода на много километри под повърхността, затоплен от червата.
"Общата биологична активност ще бъде по-ниска, отколкото на планета като Земята, но все пак можете да намерите нещо", каза Абът. Той се надява, че докато космическите сонди изследват подземните океани на ледената луна на Юпитер през следващите десетилетия, ще научим повече за възможността за живот на ледените планети.
Abbott и Schwitzer наричат тези изгубени светове "планетите на Steppenwolf", защото "всеки живот на такива светове ще бъде като вълк самотен, който броди по галактическата степ". Обитаемостта на живота на такава планета може да бъде до 10 милиарда години или повече, подобно на това на Земята, казва Абът.
Ако е прав, може да има скитащи планети в междузвездното пространство извън нашата Слънчева система и върху тях извънземен живот. Да ги намерите на такова разстояние, мънички и тъмни, ще бъде много трудно. Но ако имате късмет, такава планета може да премине на разстояние от хиляди AU. д. (разстояние от Земята до Слънцето) и отразяват малко количество слънчева светлина. Бихме могли да се опитаме да го видим с нашите съвременни телескопи.
Ако животът може да се формира и да оцелее на междузвездната планета Степенвулф, казват Абът и Швицер, може да се направи простият извод: Животът трябва да е навсякъде във Вселената. Да, животът върху тях би бил странен като ад. Представете си плуване в топли вулканични извори под една вечна нощ като Исландия през зимата. Но за тези, които не знаят нищо друго, ще се почувства като у дома си.