6 аргументов в пользу того, что мы вот-вот обнаружим жизнь в космосе
По словам женщины по имени Эллен Стофан, в течение ближайших 30 лет мы получим доказательства существования внеземной жизни. И нет, она не экстрасенс с телевидения и не автор из National Enquirer. Она — ведущий учёный НАСА, так что, вероятно, знает, о чём говорит. Десятилетиями наука твердила нам, что в перспективе обнаружения жизни на других планетах реализма не больше, чем в сюжете сериала «Звёздный путь». Но постепенно наука начинает менять свою точку зрения, особенно в свете последних открытий, таких как…
1. В НАСА только что доказали, что жизнь может зародиться в условиях открытого космоса
Несмотря на то, что грибок прекрасно растёт на стенах ванной, жизнь не может возникнуть где угодно. Открытый космос, к примеру, настолько негостеприимен, что даже базовые компоненты жизни не могут там выжить.
Точнее, мы так думали до недавнего эксперимента учёных из НАСА, в ходе которого они смогли воссоздать кирпичики жизни и первичные частицы генетического материала в условиях космического пространства. Под космическим пространством здесь подразумевается среда, искусственно смоделированная в Научно-исследовательском центре Эймса, в Силиконовой долине. Эксперимент наглядно показал, что космос буквально кишит всяческими биологическими вкусностями, которые могут сыпаться на планеты и сеять жизнь.
Смотрите, наши глупые пещерные предки (читайте: мы сами пять месяцев назад), полагали, что первые земные организмы возникли из некоего подобия тушёного рагу, каковым была ранняя Земля, когда уникальное сочетание гидротермальных источников и солнечной радиации привело к возникновению на ней элементов жизни. Но эксперимент НАСА показывает, что для формирования генетической основы жизни не только не нужны уникальные экологические условия, для этого даже не нужна планета. НАСА взяли все органические соединения, которые встречаются в космосе, поместили их в свою «космическую микроволновку» и подвергали действию УФ-излучения до тех пор, пока из них не были получены ключевые компоненты ДНК и РНК: урацил, цитозин и тимин.
А самое главное, этот сценарий, вероятнее всего, подойдёт для любой части Вселенной. Всё, что нужно для его осуществления — это некоторые вполне доступные химические соединения да немного солнечного излучения — и вот у вас уже есть молекулы с потенциалом к зарождению жизни. Только не забудьте вымыть руки после этого.
2. Оказывается, существует масса планет, пригодных для жизни
Конечно, вы можете создать в космосе все молекулы, какие пожелаете, но толку от них будет не слишком много, пока они не окажутся на какой-нибудь планете, где смогут выжить. И Земля — единственная такая планета, верно?
Да, так и есть, но всё же это чертовски неправильно. Давайте начнём с нашего Млечного Пути: это широкая спираль размером в 100000 световых лет, которая, очевидно, служит домом для единственного разумного вида. Или нет, потому что в 2013 году астрономы из Беркли и Гавайского университета пришли к выводу, что количество потенциально пригодной для жизни недвижимости в нашей галактике просто ошеломляет: считается, что вокруг своих звёзд вращается не менее двадцати миллиардов планет, подобных Земле. И как минимум на одной из них может существовать разумная жизнь.
Экзопланета Kepler-62 e
Астрономы экстраполировали это число из данных, полученных Обсерваторией Кеплера. Орбитальный космический телескоп обнаруживает планеты, наблюдая за определёнными звёздами и фиксируя моменты, когда на звезду падёт тень, принадлежащая потенциальной планете, которая может вокруг этой звезды вращаться.
За прошедшие пять лет Кеплер отследил 150000 звёзд и обнаружил более 4000 планет-кандидатов, на которых может существовать жизнь. После обработки данных Кеплера стало понятно, что примерно у 20% звёзд в нашей галактике есть собственные планеты. Самый близкий двойник Земли живёт примерно в 12 световых годах от нас, и его часто можно рассмотреть даже невооружённым глазом.
А к чему это ведёт во вселенском масштабе? К тому, что существует как минимум несколько сотен миллиардов галактик, в которых потенциально есть миллиард триллионов землеподобных планет — и это только около звёзд, подобных нашему Солнцу. Кроме того, в это число не входят экзоспутники, которые могут оказаться так же пригодны для жизни, как и планеты.
3. Жизнь на Земле началась на миллиарды лет раньше, чем мы думали
Конечно, для того, чтобы на планете зародилась жизнь, она не просто должна находиться в идеальном для этого месте. Её возраст тоже должен быть идеален. Помните, Земля — это четыре миллиарда лет изменений, но жизнь на ней появилась где-то в середине этого отрезка времени.
В тот момент Земля была дымящейся помойкой с токсичной атмосферой. Если даже пригодные для жизни планеты проходят через миллиарды лет бесплодия, то шансы найти на них жизнь в данный конкретный момент времени довольно призрачны, верно?
Не совсем. В феврале этого года учёные заявили, что у них есть доказательства того, что жизнь зародилась из первичного бульона на миллиард лет раньше, чем считалось ранее, и что первые организмы возникли 3,2 миллиарда лет назад. Они установили это, проанализировав очень старые скалы в Австралии и найдя в них древние доказательства преобразования азота. А азот для самых ранних организмов был чем-то вроде кошачьей мяты.
Эти простейшие существа, как гласит теория, мигрировали из своих подводных убежищ и быстро распространились по земле, сформировав живую плёнку, следы которой и были найдены в горных породах. Эти организмы жадно поглощали азот из атмосферы, замещая его кислородом, и формируя атмосферу, пригодную для дыхания многоклеточных организмов будущего.
4. Мы обнаружили примеры жизни, существующей в экстремальных условиях, прямо здесь, на Земле
Возможно, доказательства существования внеземной жизни могут быть обнаружены непосредственно на нашей планете, где даже самая враждебная среда нередко становится домом для множества существ, чей вид варьируется от просто отвратительного до «чёрт возьми, что это такое?!»
Кусок гниющей кожи, который вы видите ниже — это самая глубоководная рыба из когда-либо обнаруженных.
Она относится к семейству липаровых — это пока всё, что о ней известно, по причине того, что учёные, занимающиеся классификацией, не могут смотреть на неё без слёз. Эта рыба живёт на глубине 8000 метров под водой, и там она выглядит как гарнир для адского салата Ктулху. Её тонкое тело никак не вяжется с огромным давлением воды, которое ей приходится выдерживать, а сквозь прозрачную, тонкую как бумага кожу просматривается печень и половые органы.
И чем глубже мы погружаемся, тем уродливее становится жизнь.
На глубине более 7 километров учёные обнаружили гигантских «креветок-альбиносов», которые выглядят как основное блюдо, подаваемое к столу в кошмарах Гигера. Кстати, учёные считают, что эти существа могут около года обходиться без еды.
Активные экосистемы были найдены даже на самом дне океана. В Марианской впадине, глубина которой составляет почти 11 километров, находится настоящий рассадник бактерий и других маленьких существ.
Не менее выносливые виды были обнаружены и в других экстремальных условиях: недавно, например, исследователи извлекли 30000-летний вирус из его древней антарктической могилы. Несмотря на такую долгую переморозку, вирус стал опасным как только оттаял. И раз уж речь зашла о вирусах…
5. Плесневые грибки и лишайники любят космос
Как мы уже разобрались, жизнь сильнее, чем мы думали, и некоторые организмы отлично себя чувствуют, будучи помещёнными во враждебную среду. Споры плесени, отправленные в космос, вернулись невредимыми после 18 месяцев пребывания на внешней поверхности МКС. Некоторые из них, менее устойчивые к УФ-излучению, погибли в том великом космическом путешествии, но значительная часть всё же вернулась домой.
То же самое произошло в ходе экзобиологического исследования, проведённого Европейским космическим агентством. Они запустили на низкую околоземную орбиту аппарат, полный лишайников (крошечных сообществ водорослей и грибковых клеток). Смертоносный космический вакуум воздействовал на лишайники в течение 14 дней, затем они вернулись на Землю без всякого ущерба для себя.
Фактически, жизнь в космическом пространстве оказалась настолько сильна, что стала проблемой для НАСА. Микробы на внутренних частях космической станции размножаются невероятно быстро. Даже дыхание астронавтов может нести в себе живых существ, которые осядут на поверхностях станции и уничтожат хрупкие границы, отделяющие людей на станции от мучительной смерти. В свете всего этого в НАСА очень стараются не загрязнять станцию земной микрофлорой.
6. Вода в Солнечной системе повсюду
Какое-то время казалось, что в космосе суше, чем нынче в Сахаре. Тем не менее, в НАСА и других авторитетных космических агентствах считают, что Вселенная — это гигантский аквапарк, и даже наша Солнечная система куда более влажное место, чем мы предполагали.
Чтобы это проиллюстрировать, в НАСА выпустили инфографику с подробным изложением состояния нескольких (потенциальных) источников воды, каждый из которых расположен достаточно близко для того, чтобы его можно было исследовать с помощью современных технологий. Даже у крошечного и далёкого Плутона есть потенциально влажная экосистема с впечатляющими гейзерами.
Недавно мы почуяли на Ганимеде, большом внебрачном ребёнке Юпитера и самом большом спутнике в Солнечной системе, запах морской соли. А точнее — в Ганимеде, так как астрономы полагают, что в недрах спутника есть океан, глубина которого может достигать 60 км. Очевидно, что в этом спутнике запасов воды больше, чем на всей поверхности Земли, и эта вода делает его похожим на громадную матрёшку.
Ещё есть Энцелад, спутник Сатурна, который не перестаёт поражать нас своим гостеприимством. Здесь только что упоминались гейзеры и подземные океаны, но недавнее открытие геотермальных источников на Энцеладе дало астробиологам повод крепко призадуматься. Геотермальные жерла на Энцеладе подозрительно похожи на те, что засоряют дно наших собственных океанов, и из них извергается тот же тип органического ила, что и на Земле.
Марс 4,5 миллиарда лет назад
А Марс, очевидно, был тропическим раем 4,5 миллиарда лет назад. На его северном полушарии располагалось огромное море, воды в котором было больше, чем в Северном ледовитом океане. В течение сотен миллионов лет водой была покрыта пятая часть планеты и лишь после этого она постепенно испарилась, оставив нам ту пустыню, которую мы наблюдаем сегодня.
Так что если мы вскоре не найдём доказательств существования внеземной жизни, то вероятно это только потому, что она прячется от нас.
Может ли жизнь появиться не на планете, а… в космическом пространстве?
Когда мы думаем о том, существуют инопланетяне или нет, мы обычно представляем их на планете, похожей на Землю, которая вращается где-нибудь у далекой звезды. Едва ли кто задумывается о том, что они живут в самом космосе. Но эта идея имеет право на жизнь. В апреле 2016 года ученые еще больше убедились в том, что ключевые элементы жизни могут появиться из простых веществ в сомнительных для жизни условиях межзвездного пространства.
Возможна ли жизнь в космическом пространстве?
Что есть в Космосе
Корнелия Майнерт из Университета Ниццы во Франции и ее коллеги показали, что смесь замерзшей воды, метанола и аммиака — все эти соединения в изобилии имеются в «молекулярных облаках», где образуются звезды — могут превращаться в самые разные молекулы сахаров под воздействием ультрафиолетовых лучей, которые также наполняют космос. Среди этих сахаров и рибоза, часть ДНК-подобной молекулы РНК.
Из этого следует, что фундаментальные молекулы жизни могут быть сформированы во внешнем космосе, а после попасть на планеты вроде Земли автостопом, вместе с ледяными кометами и метеоритами. Ну и что, спросите вы? Мы десятилетиями знали, что прочие строительные блоки жизни могут выходить из химических реакций вроде этой, а после попадать в кометы, астероиды и планеты. Но не все так просто. Возможно, самой жизни не нужна теплая и уютная планета, купающаяся в лучах солнца, чтобы зародиться. Если сырые ингредиенты находятся в подвешенном состоянии в космосе, может ли жизни зародиться из них?
Наша планета в начале своего существования была совсем не такой как сейчас
Идеи о происхождении жизни нечасто рассматривают такой сценарий. И без того сложно выяснить, как жизнь зародилась на ранней Земле, не говоря уж об условиях, в которых температуры близки к абсолютному нулю, а вместо атмосферы почти полный вакуум.
Создать основные строительные блоки жизни, сахара и аминокислоты — это еще самое простое. Есть масса химически возможных способов это сделать, имея в наличии хотя бы простые молекулы юных солнечных систем.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Куда сложнее заставить эти сложные молекулы собраться в нечто, способное поддерживать такие жизненные процессы, как воспроизводство и метаболизм. Никто никогда такое не делал. Никто не предлагал возможного способа это сделать — даже в самой уютной лабораторной среде, не говоря уж о самом космосе.
Где может зародиться жизнь
И все же нет никаких причин, почему жизнь не могла бы появиться далеко от какой-либо звезды, где-нибудь в бесплодной пустыне межзвездного пространства. Совсем наоборот.
Главное, определиться с тем, что мы считаем жизнью как таковой
Но сначала нам нужно договориться о том, что считать «жизнью». Ведь совсем не обязательно искать что-нибудь знакомое. Например, можно представить что-нибудь вроде Черного Облака в одноименном классическом фантастическом романе Фреда Хойла 1959 года: некий живой газ, который плавает в межзвездном пространстве и с удивлением обнаруживает жизнь на планете. Правда, Хойл не предложил внятного объяснения, как газ без определенного химического состава мог бы стать разумным. Пожалуй, мы будем представлять что-нибудь более твердое.
На чем основана жизнь
Хотя мы не можем быть уверены, что вся жизнь основана на углероде, как у нас на Земле, есть все основания полагать, что так и есть. Углерод намного более гибкий строительный блок для сложных молекул, чем тот же кремний, второй по популярности теоретический базис для жизни. Ученые любят рассуждать о том, какой могла бы жить инопланетная биохимия на основе кремния, в первую очередь.
Астробиолог Чарльз Кокелл из Университета Эдинбурга в Великобритании считает, что основа жизни на Земле — углерод и необходимость воды — «отражает универсальную норму». Он признает, что его взгляд несколько консервативен, а это наука, как правило, отвергает. Но давайте возьмем условную жизнь на углероде. Как она могла бы зародиться в условиях глубокого космоса?
Углерод, вода, аминокислоты…. Это все, что необходимо для возникновения жизни?
С химической основой все понятно. Как и сахара, жизни на Земле нужны аминокислоты, строительные блоки белков. Но мы знаем, что они могут быть образованы и в космическом пространстве, поскольку их находят в «примитивных» метеоритах, которые никогда не видели поверхности планеты.
Они могут появляться в ледяных гранулах в процессе химической реакции под названием синтез Штреккера, названного в честь немецкого химика 19 века, который его открыл. В этой реакции участвуют простые органические молекулы, кетоны или альдегиды, в сочетании с цианистым водородом и аммиаком. В качестве альтернативы для инициации предлагается химия в сочетании с ультрафиолетовым светом.
На первый взгляд кажется, будто этим реакциям нет места в глубоком космосе, поскольку нет источников тепла или света, чтобы их подтолкнуть. Молекулы, которые сталкиваются между собой в холодных, темных условиях, не имеют достаточно энергии, чтобы началась химическая реакция. Они словно пытаются перепрыгнуть барьер, который слишком высок для них.
Но в 1970-х годах советский химик Виталий Гольданский показал обратное. Некоторые химические вещества могут реагировать даже будучи охлажденными до температуры в четыре градуса выше абсолютного нуля — это почти как температура самого космоса. Все, что им нужно, это помочь высокоэнергетическим излучением вроде гамма-лучей или электронных лучей — космических лучей, которые проносятся через весь космос.
Полимерные цепочки из молекул углерода
При таких условиях, как обнаружил Гольданский, формальдегид, распространенная в молекулярных облаках молекула на основе углерода, может собираться в полимерные цепочки в несколько сотен молекул длиной. Гольданский полагал, что такие космические реакции могли бы помочь молекулярным строительным бокам жизни собраться из простых ингредиентов, цианистого водорода, аммиака и воды.
Заставить же подобные молекулы слиться в более сложные формы намного труднее. Высокоэнергетическое излучение, которое могло помочь начаться первым реакциям, теперь становится проблемой. Ультрафиолет и другие формы излучения могут вызывать реакции, подобные тем, что продемонстрировала Майнерт. Но Кокелл говорит, что они будут так же разбивать молекулы, как и собирать. Возможные биомолекулы — предшественники белков и РНК, например, — будут разбиваться на части быстрее, чем производиться.
«В итоге рождается вопрос: сможет ли совершенно чужеродная среда обеспечить появление и рост самовоспроизводящихся химических систем, которые смогут развиваться», говорит Кокелл. «Не вижу причин, почему это не могло бы произойти в очень холодных условиях или на поверхностях ледяных гранул, но вообще, сомневаюсь, что в таких условиях могут появиться очень сложные молекулы».
Найдем ли мы когда-нибудь жизнь еще на какой-то планете или в космическом пространстве?
Мягкие источники энергии
Планеты предлагают два более мягких источника энергии: тепло и свет. Жизнь на Земле зависит от солнечного света, поэтому не будет лишним предположить, что жизнь на «экзопланетах» возле других звезд также будет опираться на энергетические резервы своих собственных светил.
Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.
Жизненно важное тепло также есть везде. Некоторые ученые считают, что первая жизнь на Земле полагалась не на солнечный свет, а на вулканическую энергию, которая выходила из недр планеты, а также на горячие источники в глубоком море. Даже сегодня эти источники извергают богатое минералами теплое варево.
Тепло есть также на крупных спутниках Юпитера. Оно рождается в процессе действия мощных приливных сил, которые оказывает на спутники гигантская планета, сжимающая недра лун и нагревая их в процессе внутреннего трения. Эти приливные энергии приводят к тому, что на ледяных спутниках Европа и Ганимед тают океаны, а Ио вообще обладает самой мощной вулканической системой в Солнечной системе.
Трудно представить, как молекулы, вынужденные прятаться в ледяных гранулах межзвездного пространства, могли бы найти эту заботливую энергию. Но ведь могут быть и другие варианты?
В 1999 году планетолог Дэвид Стивенсон из Калифорнийского технологического института предположил, что галактики могут быть полны «блуждающих планет», которые плавают за пределами звездных окрестностей, слишком далеко от своей родительской звезды, чтобы почувствовать ее гравитацию, тепло или свет.
Эти миры, говорил Стивенсон, могли сформироваться как и обычная планета, близко к звезде, в ее среде из газа и пыли. Но затем гравитационный буксир крупных планет вроде Юпитера или Сатурна привел к тому, что планеты ушли со своих траекторий и были выброшены в пустое пространство между звездами. Может показаться, что их ждет холодное и бесплодное будущее. Но Стивенсон утверждал, что напротив, эти планеты-изгои могут быть «наиболее распространенными живыми мирами во Вселенной» — поскольку они могут оставаться достаточно теплыми, чтобы поддерживать существование жидкой воды под землей.
Возможна ли жизнь на блуждающей планете?
Все твердые планеты внутренней Солнечной системы имеют два внутренних источника тепла.
Во-первых, каждая планета имеет огненное ядро, еще горячее после образования. Во-вторых, радиоактивные элементы. Они разогревают недра планеты в процессе распада — кусок урана теплый на ощупь. На Земле радиоактивный распад внутри мантии отвечает за половину общего нагрева.
Изначальное тепло и радиоактивный распад внутри твердых блуждающих планет может согревать их миллиарды лет — возможно, достаточно, чтобы планеты оставались вулканически активными и чтобы хватало энергии для начало жизни.
Планеты-изгои также могут иметь плотные, удерживающие тепло атмосферы. По сравнению с газовыми гигантами вроде Юпитера и Сатурна, атмосфера Земли тонкая и хрупкая, поскольку тепло и свет Солнца уносит прочь легкие газы вроде водорода. Меркурий же так близко к Солнцу, что у него вообще нет никакой атмосферы.
Но на блуждающих планетах размером с Землю, которые будут далеко от влияния родной звезды, может остаться и первичная атмосфера. Стивенсон подсчитал, что температуры и давления на такой планете будет достаточно, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии на поверхности даже в отсутствие какого-либо солнечного света.
Планеты-изгои
Более того, планеты-изгои не будут подвержены падениям крупных метеоритов, как когда-то Земля. Они могут быть выброшены из родной солнечной системы даже со своими спутниками на поводке, которые впоследствии обеспечат некоторый нагрев за счет приливных сил.
Даже если у такой планеты нет плотной атмосферы, она все еще может быть обитаемой.
В 2011 году планетолог Дориан Эббот и астрофизик Эрик Швитцер из Университета Чикаго подсчитали, что планеты в три с половиной раза больше Земли могут быть покрыты толстым льдом целиком. Под ним будет океан жидкой воды на много километров ниже поверхности, согретый недрами.
«Общая биологическая активность будет ниже, чем на планете вроде Земли, но вы все еще можете что-нибудь найти», говорил Эббот. Он надеется, что когда космические зонды исследуют подповерхностные океаны ледяной луны Юпитера в ближайшие десятилетия, мы узнаем больше о возможности существования жизни на ледовитых планетах.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Эббот и Швитцер называют эти потерянные миры «планетами Степпенвольфа», поскольку «любая жизнь на таких мирах будет подобна одинокому волку, блуждающему по галактической степи». Срок обитаемости жизни на такой планете может быть до 10 миллиардов лет или около того, подобно тому, что на Земле, говорит Эббот.
За пределами нашей Солнечной системы возможно существует инопланетная жизнь
Если он прав, за пределами нашей Солнечной системы могут быть блуждающие планеты в межзвездном пространстве, а на них — инопланетная жизнь. Обнаружить их на таком расстоянии, крошечные и темные, будет очень сложно. Но если повезет, такая планета может пройти на расстоянии тысяч а. е. (расстояние от Земли до Солнца) и отразить крошечное количество солнечного света. Мы могли бы попытаться увидеть ее с нашими современными телескопами.
Если жизнь может образоваться и выжить на межзвездной планете Степпенвольфа, говорят Эббот и Швитцер, из этого можно сделать простой вывод: жизнь должна быть повсюду во Вселенной. Да, жизнь на них будет чертовски странной. Представьте себе купание в теплых вулканических источниках под вечной ночью, как зимой в Исландии. Но для тех, кто больше ничего не знает, это будет похоже на дом.
