По мнению китайского астронома, работающего в обсерватории Цзыцзиньшань, жизнь потенциально может возникать в молекулярных облаках. Согласно его свежим расчетам, среда, существующая в этих звездных питомниках, благоприятна для развития метаногенных бактерий.
Молекулярные облака представляют собой области, в которых вещество имеет высокую плотность, что позволяет формироваться молекулам, главным образом водороду и монооксиду углерода. Именно эти соединения используются для поддержания жизни метаногенами.
На нашей планете эти одноклеточные в основном встречаются в средах, лишенных кислорода, и в ходе своей жизнедеятельности выделяют метан. Исследования продемонстрировали, что они способны выживать в самых суровых условиях — даже жить в симуляции марсианских условий, а теоретически — на спутниках и малых ледяных телах Солнечной системы. Поэтому ученые рассматривают метаногены как потенциальные реализаторы сценария панспермии.
Китайский астроном Леи Фенг (Lei Feng) предложил пойти дальше и рассматривать возможность возникновения жизни еще в молекулярном облаке, из которого потом образовалась Солнечная система.
Температура обычных облаков варьируется от 10 до 20 кельвинов. «Теплые» облака имеют температуру 20-60 кельвинов, а в отдельных случаях она может достигать и 100 кельвинов. При проведении исследования Леи Фенг выбрал диапазон температур от 10 до 100 кельвинов и вычислил потенциальное изменение внутренней энергии молекулярного облака ( свободной энергии Гиббса) в процессе формирования метана, воды и уксусной кислоты из водорода, ацетилена и углекислого газа.
Для поддержания жизни метаногенов на Земле требуется минимум 42 килоджоуля свободной энергии на моль. Согласно расчетам астронома, в плотных молекулярных облаках доступно от 60 до 370 килоджоулей на моль, что позволяет предположить наличие достаточного количества энергии.
По словам автора, в молекулярных облаках углекислый газ находится в твердом состоянии. Метаногенные и ацетогенные формы жизни способны прикрепляться к этим частицам, используя их для получения энергии и углерода. Следовательно, метаболическая активность одноклеточных организмов должна оказывать воздействие на распределение молекул углерода в молекулярном облаке. Именно по этим показателям можно будет проверить предложенную гипотезу.
Что касается панспермии, то метаногенные бактерии представляются перспективными кандидатами. В исследовании, опубликованном в 2016 году в Nature Microbiology, в ходе исследования, ученые проанализировали 6,1 миллиона генов, кодирующих белки, из геномов современных прокариотов. В результате анализа было установлено, что первая жизнь на планете, вероятно, была похожа на метаногенные организмы и анаэробные бактерии, относящиеся к определенному классу Clostridia.
Исследования в данной сфере продолжаются. Однако, вероятно, древняя атмосфера Земли была благоприятна для первых одноклеточных организмов. Она содержала значительное количество монооксида углерода и углекислого газа.
В таком случае, если жизнь в подобной форме возникла в изначачном молекулярном облаке, она потенциально могла распространиться по всей Солнечной системе. Вероятно, потомки этих метаногенных бактерий выжили на Европе и Титане — на спутниках Юпитера и Сатурна. Предстоит узнать, какие данные предоставят научные экспедиции к этим небесным объектам.