З цього випливає, що фундаментальні молекули життя можуть бути сформовані в зовнішньому космосі, а після потрапити на планети на зразок Землі автостопом, разом з крижаними кометами і метеоритами. Ну і що, запитаєте ви? Ми десятиліттями знали, що інші будівельні блоки життя можуть виходити з хімічних реакцій на зразок цієї, а після потрапляти в комети, астероїди і планети. Але не все так просто. Можливо, самого життя не потрібна тепла і затишна планета, що купається в променях сонця, щоб зародитися. Якщо сирі інгредієнти знаходяться в підвішеному стані в космосі, чи може життя зародитися з них?
Ідеї про походження життя нечасто розглядають такий сценарій. І без того складно з'ясувати, як життя зародилося на ранній Землі, не кажучи вже про умови, в яких температури близькі до абсолютного нуля, а замість атмосфери майже повний вакуум.
Створити основні будівельні блоки життя, цукру і амінокислоти - це ще найпростіше. Є маса хімічно можливих способів це зробити, маючи в наявності хоча б прості молекули юних сонячних систем.
Куди складніше змусити ці складні молекули зібратися в щось, здатне підтримувати такі життєві процеси, як відтворення і метаболізм. Ніхто ніколи таке не робив. Ніхто не пропонував можливого способу це зробити - навіть в самій затишній лабораторному середовищі, не кажучи вже про сам космосі.
І все ж немає ніяких причин, чому життя не могла б з'явитися далеко від будь-якої зірки, десь в безплідній пустелі міжзоряного простору. Зовсім навпаки.
Але спочатку нам потрібно домовитися про те, що вважати «життям». Адже зовсім не обов'язково шукати щось знайоме. Наприклад, можна уявити що-небудь на зразок Чорного Хмари в однойменному класичному фантастичному романі Фреда Хойл 1959 року: такий собі живий газ, який плаває в міжзоряному просторі і з подивом виявляє життя на планеті. Правда, Хойл не запропонував чіткого пояснення, як газ без певного хімічного складу міг би стати розумним. Мабуть, ми будемо представляти що-небудь більш тверде.
Хоча ми не можемо бути впевнені, що все життя полягає в вуглеці, як у нас на Землі, є всі підстави вважати, що так і є. Вуглець набагато більш гнучкий будівельний блок для складних молекул, ніж той же кремній, другий за популярністю теоретичний базис для життя. Вчені люблять розмірковувати про те. який могла б жити інопланетна біохімія на основі кремнію, в першу чергу.
Астробіолог Чарльз Кокелл з Університету Единбурга в Великобританії вважає, що основа життя на Землі - вуглець і необхідність води - «відображає універсальну норму». Він визнає, що його погляд трохи консервативний, а це наука, як правило, відкидає. Але давайте візьмемо умовну життя на вуглеці. Як вона могла б зародитися в умовах глибокого космосу?
З хімічної основою все зрозуміло. Як і цукру, життя на Землі потрібні амінокислоти, будівельні блоки білків. Але ми знаємо, що вони можуть бути утворені і в космічному просторі, оскільки їх знаходять в «примітивних» метеоритах, які ніколи не бачили поверхні планети.
Вони можуть з'являтися в крижаних гранулах в процесі хімічної реакції під назвою синтез Штреккер, названого в честь німецького хіміка 19 століття, який його відкрив. У цій реакції беруть участь прості органічні молекули, кетони або альдегіди, в поєднанні з ціаністим воднем і аміаком. В якості альтернативи для ініціації пропонується хімія в поєднанні з ультрафіолетовим світлом.
На перший погляд здається, ніби цим реакцій немає місця в глибокому космосі, оскільки немає джерел тепла або світла, щоб їх підштовхнути. Молекули, які стикаються між собою в холодних, темних умовах, не мають достатньо енергії, щоб почалася хімічна реакція. Вони немов намагаються перестрибнути бар'єр, який занадто високий для них.
Але в 1970-х роках радянський хімік Віталій Гольданський показав зворотне. Деякі хімічні речовини можуть реагувати навіть будучи охолодженими до температури в чотири градуси вище абсолютного нуля - це майже як температура самого космосу. Все, що їм потрібно, це допомогти високоенергетичним випромінюванням на кшталт гамма-променів або електронних променів - космічних променів, які проносяться через весь космос.
При таких умовах, як виявив Гольданський, формальдегід, поширена в молекулярних хмарах молекула на основі вуглецю, може збиратися в полімерні ланцюжки в кілька сотень молекул довжиною. Гольданський вважав, що такі космічні реакції могли б допомогти молекулярним будівельним боків життя зібратися з простих інгредієнтів, ціаністого водню, аміаку і води.
«В результаті народжується питання: чи зможе абсолютно чужорідне середовище забезпечити появу і зростання самовідтворюються хімічних систем, які зможуть розвиватися», говорить Кокелл. «Не бачу причин, чому це не могло б відбутися в дуже холодних умовах або на поверхнях крижаних гранул, але взагалі, сумніваюся, що в таких умовах можуть з'явитися дуже складні молекули».
Планети пропонують два м'якших джерела енергії: тепло і світло. Життя на Землі залежить від сонячного світла, тому не буде зайвим припустити, що життя на «екзопланетах» біля інших зірок також буде спиратися на енергетичні резерви своїх власних світил.
Життєво важливе тепло також є скрізь. Деякі вчені вважають, що перша життя на Землі покладалася нема на сонячне світло, а на вулканічну енергію, яка виходила з надр планети, а також на гарячі джерела в глибокому морі. Навіть сьогодні ці джерела викидають багате мінералами тепле вариво.
Тепло є також на великих супутниках Юпітера. Воно народжується в процесі дії потужних приливних сил, які надає на супутники гігантська планета, що стискає надра лун і нагріваючи їх в процесі внутрішнього тертя. Ці приливні енергії призводять до того, що на крижаних супутниках Європа і Ганімед тануть океани, а Іо взагалі володіє найпотужнішою вулканічної системою в Сонячній системі.
Важко уявити, як молекули, вимушені ховатися в крижаних гранулах міжзоряного простору, могли б знайти цю турботливу енергію. Але ж можуть бути і інші варіанти?
Ці світи, говорив Стівенсон, могли сформуватися як і звичайна планета, близько до зірки, в її середовищі з газу і пилу. Але потім гравітаційний буксир великих планет на зразок Юпітера або Сатурна привів до того, що планети пішли зі своїх траєкторій і були викинуті в порожній простір між зірками. Може здатися, що їх чекає холодна і безплідне майбутнє. Але Стівенсон стверджував, що навпроти, ці планети-ізгої можуть бути «найбільш поширеними живими світами у Всесвіті» - оскільки вони можуть залишатися досить теплими, щоб підтримувати існування рідкої води під землею.
Всі тверді планети внутрішньої Сонячної системи мають два внутрішніх джерела тепла.
По-перше, кожна планета має вогняне ядро, ще гаряче після освіти. По-друге, радіоактивні елементи. Вони розігрівають надра планети в процесі розпаду - шматок урану теплий на дотик. На Землі радіоактивний розпад всередині мантії відповідає за половину загального нагріву.
Початкове тепло і радіоактивний розпад всередині твердих блукаючих планет може зігрівати їх мільярди років - можливо, досить, щоб планети залишалися вулканически активними і щоб вистачало енергії для початку життя.
Планети-ізгої також можуть мати щільні, утримують тепло атмосфери. У порівнянні з газовими гігантами на кшталт Юпітера і Сатурна, атмосфера Землі тонка і крихка, оскільки тепло і світло Сонця забирає геть легкі гази на кшталт водню. Меркурій ж так близько до Сонця, що у нього взагалі немає ніякої атмосфери.
Але на блукаючих планетах розміром з Землю, які будуть далеко від впливу рідної зірки, може залишитися і первинна атмосфера. Стівенсон підрахував, що температури і тиску на такій планеті буде досить, щоб підтримувати воду в рідкому стані на поверхні навіть за відсутності будь-якого сонячного світла.
Більш того, планети-ізгої НЕ будуть схильні до падінь великих метеоритів, як колись Земля. Вони можуть бути викинуті з рідної сонячної системи навіть зі своїми супутниками на повідку, які згодом забезпечать певний нагрів за рахунок приливних сил.
Навіть якщо у такої планети немає щільної атмосфери, вона все ще може бути на ній.
«Загальна біологічна активність буде нижче, ніж на планеті на зразок Землі, але ви все ще можете що-небудь знайти», говорив Еббот. Він сподівається, що коли космічні зонди досліджують підповерхневі океани крижаний місяця Юпітера в найближчі десятиліття, ми дізнаємося більше про можливості існування життя на льодовитих планетах.
Еббот і Швітцер називають ці втрачені світи "планетами Степпенвольфа», оскільки «будь-яке життя на таких світах буде подібна самотньому вовкові, блукає по галактичної степу». Термін населеності життя на такій планеті може бути до 10 мільярдів років або близько того, подібно до того, що на Землі, говорить Еббот.
Якщо він має рацію, за межами нашої Сонячної системи можуть бути блукаючі планети в міжзоряному просторі, а на них - інопланетне життя. Виявити їх на такій відстані, крихітні і темні, буде дуже складно. Але якщо пощастить, така планета може пройти на відстані тисяч а. е. (відстань від Землі до Сонця) і відобразити крихітне кількість сонячного світла. Ми могли б спробувати побачити її з нашими сучасними телескопами.
Якщо життя може утворитися і вижити на міжзоряного планеті Степпенвольфа, кажуть Еббот і Швітцер, з цього можна зробити простий висновок: життя повинна бути всюди у Всесвіті. Так, життя на них буде чертовски дивною. Уявіть собі купання в теплих вулканічних джерелах під вічної вночі, як взимку в Ісландії. Але для тих, хто більше нічого не знає, це буде схоже на будинок.
Чи може життя з'явитися не на планеті, а. в космічному просторі? Ілля Хель