|
Каковы варианты жизни, о которых мы не знаем
|
|
|
|
В космосе существует огромный зверинец потенциально обитаемых миров, а это означает, что Вселенная может быть домом для разнообразия жизни, превосходящего то, что мы можем себе представить. Существа, построенные на кремнии, а не на углероде, или организмы, которые дышат водородом вместо кислорода. Но какой бы странной и чудесной ни была инопланетная жизнь, она по-прежнему управляется той же химией, что и жизнь на Земле, а это значит, что ей нужен химический растворитель. На Земле этим растворителем является вода (H2O). Вода растворяет некоторые молекулы в растворе, предоставляя организмам доступ к ряду материалов. Поскольку вода является жидкостью, она также позволяет сложным молекулам легко смешиваться и взаимодействовать. Земная жизнь невозможна без свойств воды как растворителя и жидкости, а поскольку вода — обычная молекула во Вселенной, ее центральная роль для жизни неудивительна. Но существуют ли другие распространенные молекулы, которые могли бы служить растворителем жизни? Может ли инопланетная жизнь возникнуть в далеких мирах без необходимости в воде? Этот вопрос изучается в недавней статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Авторы начинают с четырех общих условий для безопасных для жизни растворителей: они должны растворять некоторые молекулы, но не все; они должны быть способны играть роль в метаболизме живых существ; широкий спектр сложных органических молекул должен быть способен выжить в растворителе; и обычно он должен существовать на некоторых каменистых мирах в течение миллиардов лет. Из всех известных растворителей только вода полностью удовлетворяет всем четырем условиям. Аммиак (NH4) удовлетворяет первым трем условиям, но вряд ли соответствует четвертому условию, поскольку он легко разрушается под воздействием ультрафиолетового света, и там, где аммиак, скорее всего, выживет и в воде, он также может выжить. Таким образом, хотя аммиак может играть роль в жизни на других мирах, он вряд ли будет основным растворителем. Однако есть две молекулы, которые очень близки к воде. Первый – концентрированная серная кислота (H2SO4). Хотя серная кислота чрезвычайно опасна для жизни на Земле, она удовлетворяет трем основным условиям. Неизвестно, может ли внутри него существовать разнообразный набор органических молекул.
|
|
|
Как и вода, он может предоставлять ионы для обмена электрическим зарядом и может участвовать во взаимодействиях определенных соединений, таких как ароматические молекулы. Но есть одна молекула, которая еще ближе приближается к полезности и изобилию воды: углекислый газ (CO2). Углекислый газ встречается довольно часто. Атмосфера Марса и Венеры состоит в основном из CO2, и вполне вероятно, что большинство скалистых экзопланет богаты углекислым газом. В газообразном состоянии он не является растворителем, поэтому жизнь на теплых планетах, таких как Земля, будет зависеть от него. Но более далекие экзопланеты, такие как холодная Венера, могут. Жидкий CO2 геологически стабилен и толерантен к широкому спектру органических молекул. Неизвестно, подходят ли его растворяющие свойства для сложного метаболизма. CO2 — очень мягкий растворитель, поэтому он не может достаточно размешать химический сосуд, чтобы в нем зародилась жизнь. Но поскольку он хорошо взаимодействует со многими типами молекул, он может работать в сотрудничестве с другими молекулами, чтобы стать основой жизни. Авторы приходят к выводу, что эта тема заслуживает дальнейшего изучения.
|
|
|
|
С одной стороны, эта работа подтверждает то, что мы уже знали: вода является наиболее распространенным и полезным растворителем для жизни. Но это также поднимает интересные вопросы. Другие распространенные молекулы подходят близко, и они могут работать вместе, образуя дом для инопланетной жизни. Моря Титана, например, богаты углеводородами и другими сложными органическими молекулами. На холодных спутниках экзопланет, подобных Титану, могут быть океаны CO2, NH4 и H2O, каждый из которых способен выполнять часть роли, которую вода выполняет на Земле. Мы еще многого не понимаем в криогенной химии на холодных экзопланетах. Таким образом, хотя воды жизни, скорее всего, есть и в космосе, в некоторых мирах моря жизни могут быть гораздо более экзотичными.
|
|
|
|
Источник
|
