Вчені розглянули можливість зародження життя на безводних планетах

Життя на будь-якій планеті не може зародитися без відповідного хімічного розчинника. Однак зовсім не обов’язково це має бути рідка вода. Команда астробіологів розглянула можливі альтернативні речовини та знайшла пару перспективних кандидатів для пошуку життя на інших планетах та супутниках.

На сьогодні відомо понад п’ять з половиною тисяч екзопланет, частина з яких вважаються потенційно заселеними. До того ж у Сонячній системі є планети і супутники з умовами, що істотно відрізняються від Землі, на яких вчені не втрачають надії знайти ознаки існуючої зараз або існуючої в минулому житті. Але це життя зовсім не обов’язково має відому і звичну нам вуглецеву форму.

Наприклад, позаземні організми можуть вибрати як основний будівельний елемент кремній, а не вуглець, або дихати воднем замість кисню. Проте на будь-якій планеті життя має спиратися на універсальні закони хімії, а значить, для її розвитку необхідний хімічний розчинник. На Землі це, природно, рідка вода, що має низку цінних властивостей.

По-перше, вода може існувати в рідкій формі в умовах Землі, а її молекула вкрай стабільна. По-друге, вона розчиняє ряд сполук (але не всі), у тому числі полімерних, надаючи живим організмам доступ до них для отримання поживних речовин. Також вода дозволяє складним молекулам стабільно існувати, легко змішуватись, взаємодіяти та утворювати комплекси. Нарешті, вода має хімічну функціональність, беручи активну участь у метаболізмі земних організмів.

Не дивно, що багато вчених та космічних агентств вважають наявність рідкої води на поверхні екзопланет необхідною умовою для визнання їх потенційно придатними для зародження життя. Однак у новому дослідженні міжнародна команда вчених спробувала переглянути поняття хімічних розчинників, що підходять для життя, розширивши тим самим область її пошуків.

У статті, опублікованій на сервері препринтів arXiv , астробіологи розглянули поширені на небесних тілах хімічні розчинники та їх відповідність чотирьом критеріям: стабільності, сольватації (зв’язування молекул розчинника молекулами розчиненої речовини), стабілізації інших молекул та функціональності, характерних для води. Серед десятка кандидатів лише аміак, сірчана кислота та діоксид вуглецю задовольняли хоча б трьом критеріям із чотирьох.

Але аміак легко руйнується під впливом ультрафіолету і, отже, навряд чи на роль основного розчинника. Своєю чергою сірчана кислота, хоч і надзвичайно небезпечна для життя на Землі, задовольняє трьом основним умовам і може бути непоганим розчинником для інопланетного життя. Єдиний мінус — брак даних про можливість існування у її розчинах різноманітного набору складних молекул підтримки хоча б найпростішої біохімії.

Нарешті, діоксид вуглецю (CO2) часто зустрічається, досить стабільний, може розчиняти багато типів молекул і забезпечувати стабільність їх комплексів. Але щоб він міг існувати в рідкому вигляді, потрібні дуже специфічні умови. А можливість його функціональної участі в біохімії життя є вкрай сумнівною через хімічну інертність молекули CO2.

З одного боку, автори нового дослідження вкотре підтвердили, що вода — найпоширеніший і найпридатніший розчинник для розвитку та підтримання життя. Однак дослідники також показали, що інші поширені на планетах та супутниках молекули за мінімальними критеріями досить близькі до властивостей води. До того ж вони можуть працювати разом, утворюючи ідеальний розчинник для інопланетного життя.

Окремо зазначимо: можливо, вчені дещо рано списали аміак як кандидат в альтернативні розчинники. Ультрафіолет дійсно розкладає його, але наявність аміаку дослідники припускають у низці підводних океанів (аж до Плутона), а під льодом ультрафіолету немає, тому хімічної стабільності аміаку мало що загрожує.