Развитие жизни на любой планете невозможно без подходящего химического растворителя. Но не обязательно, чтобы это была жидкая вода. Астробиологи изучили возможные альтернативы и выявили несколько перспективных кандидатов для поиска внеземного разума.
Более пяти с половиной тысяч экзопланет уже открыты, часть из которых может быть потенциально пригодна для жизни. В Солнечной системе тоже есть планеты и спутники с условиями, сильно отличающимися от земных. Ученые не теряют надежды найти на них следы жизни, которая могла существовать или существует сейчас.
Эта жизнь, однако, может иметь форму, отличную от привычной нам углеродной.
Внешние формы жизни могут использовать кремний вместо углерода и дышать водородом вместо кислорода. В любом случае жизнь на любой планете подчиняется законам химии и нуждается в подходящем химическом растворителе.
Вода может существовать в жидкой форме на поверхности Земли благодаря крайне стабильной молекуле. Она растворяет некоторые соединения, в том числе полимерные, предоставляя организмам доступ к питательным веществам. Вода позволяет сложным молекулам устойчиво существовать, смешиваться, взаимодействовать и образовывать комплексы. Кроме того, она обладает химической функциональностью, активно участвуя в метаболизме организмов Земли.
Многие учёные и космические агентства считают жидкую воду на поверхности экзопланет необходимым условием для развития жизни. Новая работа международной команды учёных предлагает переосмыслить понятие подходящих для жизни химических растворителей, расширяя область поиска потенциально обитаемых планет.
В статье, опубликованной на сервере препринтов arXivАстробиологи изучили распространенные на небесных телах растворители и их соответствие четырём критериям: стабильности, сольватации (связывание молекул растворителя молекулами растворенного вещества), стабилизации других молекул и функциональности, характерным для воды. Из десятка кандидатов лишь аммиак, серная кислота и диоксид углерода отвечали по крайней мере трём критериям из четырёх.
Аммиак разрушается под действием ультрафиолета, поэтому не подходит в качестве основного растворителя. Серная кислота, хоть и опасна для жизни на Земле, удовлетворяет трем основным условиям и может быть хорошим растворителем для внеземной жизни. Единственный минус — недостаток данных о возможности существования в её растворах разнообразных сложных молекул для поддержания даже простейшей биохимии.
Наконец, диоксид углерода (СО2Часто встречающийся и довольно стабильный растворитель, способный образовывать комплексы с многими типами молекул. Для существования в жидком состоянии необходимы специфические условия. Функциональное участие в биохимии жизни маловероятно из-за химической инертности молекулы СО. 2.
Авторы нового исследования подтвердили преобладающую роль воды как растворителя в развитии и поддержании жизни. Однако исследователи отметили, что некоторые распространенные молекулы на планетах и спутниках могут по некоторым признакам соперничать с водой. Кроме того, эти молекулы могут взаимодействовать друг с другом, создавая идеальный растворитель для внеземной жизни.
Возможно, ученые преждевременно отказались от аммиака как альтернативного растворителя. Ультрафиолет действительно разлагает его, однако в ряде подводных океанов, предположительно до самого Плутона, присутствует аммиак, а под льдом ультрафиолетового излучения нет.