Amikor arra gondolunk, léteznek-e idegenek vagy sem, általában elképzeljük őket egy Föld-szerű bolygón, amely egy távoli csillag körül kering körül. Aligha gondolja, hogy maga az űrben él. De ennek az ötletnek joga van az élethez. 2016 áprilisában a tudósok még inkább meggyőződtek arról, hogy az élet kulcselemei egyszerű anyagokból fakadhatnak, a kérdéses körülmények között, a csillagközi térben.
Cornelia Meinert a franciaországi Nizzai Egyetemen és kollégái bebizonyították, hogy fagyasztott víz, metanol és ammónia keveréke - amelyek mindegyike bőségesen található a „molekuláris felhőkben”, ahol csillagok képződnek - sokféle cukormolekulává alakulhat, ha ultraibolya sugárzásnak vannak kitéve. töltse ki a helyet is. Ezek között a cukrok és a ribóz, egy DNS-szerű RNS-molekula része.
Ebből következik, hogy az élet alapvető molekulái a világűrben képződhetnek, majd autóbusszal haladhatnak olyan bolygókra, mint a Föld, jégkometákkal és meteoritokkal együtt. Szóval, kérdezed? Évtizedek óta tudjuk, hogy az élet más építőelemei is felmerülhetnek az ilyen kémiai reakciók során, majd üstökösökbe, aszteroidákba és bolygókba eshetnek. De ez nem olyan egyszerű. Talán maga az életnek nincs szüksége egy meleg és hangulatos bolygóra, amely a nap sugaraiban van fürdve a születéséhez. Ha a nyers összetevőket az űrben szuszpendálják, származhat-e az élet tőlük?
Az élet eredetére vonatkozó ötletek ritkán veszik figyelembe ezt a forgatókönyvet. Már nehéz kitalálni, hogy az élet hogyan jött létre a korai Földön, nem is beszélve az olyan körülményekről, amikor a hőmérséklet az abszolút nulla közelében van, és a légkör helyett szinte teljes vákuum van.
Az élet alapvető építőelemeinek, a cukroknak és az aminosavaknak a létrehozása ugyanolyan egyszerű, mint valaha. Számos kémiailag lehetséges módszer van erre: legalább egy fiatal napenergia-rendszer molekulája elérhető.
Sokkal nehezebb ezeket a komplex molekulákat összegyűjteni olyan anyaggé, amely támogatja az életfolyamatokat, például a szaporodást és az anyagcserét. Senki sem tette ezt. Senki sem javasolta ennek megvalósítását - még a legkényelmesebb laboratóriumi környezetben is, nem is beszélve a világűrben.
És mégis nincs ok, amiért az élet nem lehetett volna távol egy csillagtól, valahol a csillagközi tér őrizetlen sivatagjában. Éppen ellenkezőleg.
Promóciós videó:
De először meg kell állapodnunk arról, hogy mi számít "életnek". Végül is egyáltalán nem szükséges valamit ismerősnek keresni. Elképzelhet például valamit, mint például a Fekete Felhő Fred Hoyle 1959-ben az azonos nevű klasszikus tudományos fantasztikus regényében: egyfajta élő gáz, amely úszik a csillagközi térben, és meglepő, hogy életet él a bolygón. Igaz, Hoyle nem adott pontos magyarázatot arról, hogy egy bizonyos kémiai összetétel nélküli gáz hogyan válhat ésszerűvé. Talán valami szilárdabbat képviselünk.
Noha nem lehetünk biztosak abban, hogy minden élet szén-alapú, ahogy a Földön vagyunk, minden okunk van azt hinni, hogy valóban az. A szén sokkal rugalmasabb építőeleme az összetett molekuláknak, mint a szilícium, az élet második legnépszerűbb elméleti alapja. A tudósok szeretik azon gondolkodni, hogy a szilícium-alapú idegen biokémia hogyan élhet elsősorban.
Charles Cockell, az Egyesült Királyságban található Edinburgh-i Egyetem asztrobiológusa úgy véli, hogy a földi élet alapja - a szén és a vízigény - "egy egyetemes normát tükröz". Elismeri, hogy nézete kissé konzervatív, amit a tudomány általában elutasít. De vegyük a szén hagyományos életét. Hogyan származhatott a mély űrből?
A kémiai bázissal minden világos. A cukorhoz hasonlóan a Földön az életnek aminosavakra, a fehérjék építőköveire van szüksége. De tudjuk, hogy a világűrben is képezhetők, mert olyan "primitív" meteoritokban találhatók meg, amelyek még soha nem láttak a bolygó felszínén.
Jéggranulátumban jelenhetnek meg egy Strecker-szintézisnek nevezett kémiai reakcióban, amelyet a 19. századi német vegyésznek neveztek el, aki felfedezte. Ez a reakció egyszerű szerves molekulákat, ketonokat vagy aldehideket foglal magában, hidrogén-cianiddal és ammóniával kombinálva. Az inicializálás alternatívájaként a kémiat az ultraibolya fény alkalmazásával kombinálják.
Első pillantásra ezeknek a reakcióknak nincs helye a mély űrben, mivel nincs hő- vagy fényforrás a meghajtásukhoz. A hideg, sötét körülmények között ütköző molekulák nem rendelkeznek elegendő energiával a kémiai reakció indításához. Úgy tűnik, hogy megpróbálnak átugorni egy számukra túl magas akadályt.
De az 1970-es években, Vitaly Gol'dansky, a szovjet vegyész az ellenkezőjét mutatta. Néhány vegyi anyag akkor is reagálhat, ha az abszolút nulla fölé négy fokra hűtik - szinte olyan, mint maga a tér hőmérséklete. Csak annyit kell tennie, hogy segítsen a nagy energiájú sugárzásnak, például gamma-sugarak vagy elektronnyalábok - kozmikus sugarak, amelyek áthatolnak az űrben.
Ilyen körülmények között, amint Goldansky felfedezte, a formaldehid, a szén-alapú molekula, amely szokásos a molekuláris felhőkben, több száz molekula hosszúságú polimer láncokká alakulhat össze. Goldansky úgy vélte, hogy az ilyen kozmikus reakciók segítenek az élet molekuláris építőelemeiben az egyszerű összetevőkből, hidrogén-cianidból, ammóniából és vízből összeállni.
Sokkal nehezebb az ilyen molekulák összeolvadása bonyolultabb formákká válni. A nagy energiájú sugárzás, amely elősegítette az első reakciók kiváltását, most problémává válik. Az ultraibolya fény és a sugárzás más formái olyan reakciókat okozhatnak, mint amilyeneket Meinert demonstrált. Cockell szerint azonban a molekula megsemmisül, és összeszerelhető is. A lehetséges biomolekulák - például a fehérjék és RNS prekurzorai - gyorsabban szétválnak, mint amennyit elő lehet állítani.
"A végeredmény az a kérdés, hogy egy teljesen idegen környezet képes-e támogatni az önreplikáló kémiai rendszerek kialakulását és növekedését, amelyek kialakulhatnak" - mondja Cockell. "Nem látom, hogy miért nem fordulhat elő ez nagyon hideg körülmények között vagy a jéggranulák felületén, de általában kétlem, hogy nagyon komplex molekulák jelenhetnek meg ilyen körülmények között."
A bolygók két lágyabb energiaforrást kínálnak: hőt és fényt. A földi élet a napfénytől függ, tehát nem lenne felesleges azt feltételezni, hogy más csillagok közelében lévő "exoplanetokon" az élet a saját világítótesteik energiatartalékára is támaszkodik.
Az élethű meleg mindenütt megtalálható. Egyes tudósok úgy vélik, hogy a Föld első élete nem a napfényre, hanem a bolygó belsejéből származó vulkáni energiára, valamint a mélytengeri meleg forrásokra támaszkodott. Ezek a források ma is ásványi anyagokban gazdag meleg sört készítenek.
Meleg van a Jupiter nagy holdjain is. Ez a hatalmas árapály-erők hatására született, amelyeket egy óriási bolygó a műholdakra gyakorolt, összehúzza a holdok belekét és melegíti őket a belső súrlódás során. Ezek az árapályos energia az óceánok megolvadását okozza az Europa és Ganymede jeges holdjaion, és Io általában a legerősebb vulkáni rendszerrel rendelkezik a Naprendszerben.
Nehéz elképzelni, hogy a molekulák, amelyek kénytelenek elrejtőzni a csillagközi tér jégszemcséiben, megtalálják ezt a tápláló energiát. De lehetnek más lehetőségek is?
1999-ben David Stevenson, a kaliforniai Technológiai Intézet bolygó tudósa azt sugallta, hogy a galaxisok tele lehetnek „szélhámos bolygókkal”, amelyek csillagkörnyezeten kívül úsznak, túl messze a szülői csillagtól, hogy észleljék annak gravitációját, hőjét vagy fényét.
Ezek a világok, Stevenson szerint, egy szokásos bolygóhoz hasonlóan formálódhattak volna egy csillaghoz közel, a gáz és por környezetében. De aztán a nagy bolygók, például a Jupiter vagy a Saturn gravitációs vontatója ahhoz a tényhez vezetett, hogy a bolygók elhagyták a pályát, és a csillagok közötti üres térbe dobták őket. Úgy tűnik, hogy hideg és kopár jövővel kell számolniuk. Stevenson azonban azzal érvelt, hogy éppen ellenkezőleg, ezek a szélhámos bolygók lehetnek "a leggazdagabb élő világok az univerzumban" - mert elég melegen maradhatnak, hogy támogassák a folyékony víz fennmaradását.
A belső naprendszer minden szilárd bolygójának két belső hőforrása van.
Először is, minden bolygónak van egy tüzes magja, amely a formáció után még melegebb. Másodszor, vannak radioaktív elemek. A bomlás során felmelegítik a bolygó belsejét - egy darab urán meleg érintésre. A Földön a köpenyben levő radioaktív bomlás a teljes fűtés felét teszi ki.
A szilárd barangoló bolygók kezdeti hő- és radioaktív bomlása milliárd évig melegen tarthatja őket - talán elég hosszú ahhoz, hogy a bolygók vulkanikusan aktívak maradjanak és elegendő energiával rendelkezzenek az élet megkezdéséhez.
A gazember bolygóknak sűrű, hőszorító légköre is lehet. A földgáz óriásokhoz, például a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz képest, a Föld légköre vékony és törékeny, mivel a Nap hője és fény eljuttat könnyű gázokat, például hidrogént. A higany annyira közel van a Naphoz, hogy egyáltalán nincs légköre.
De a földi méretű bolygók barangolása, amelyek messze vannak a natív csillag hatásától, őrizetben is lehet. Stevenson kiszámította, hogy az ilyen bolygón a hőmérséklet és a nyomás elegendő ahhoz, hogy a víz folyékony maradjon a felszínen, még napfény nélkül is.
Sőt, a szélhámos bolygók nem kerülnek nagy meteoritok esésének alá, ahogyan a Föld valaha is tette. Kidobhatják őket otthoni napenergia-rendszerükből, még műholdaikkal is, pórázon, ami később az árapály-erők hatására némi hevítést biztosít.
Még ha egy ilyen bolygónak nincs is sűrű légköre, akkor is lakható lehet.
2011-ben Dorian Abbott bolygótudós és Eric Schwitzer, a Chicagói Egyetem asztrofizikusa kiszámította, hogy a Föld háromszor-szer nagyobb bolygóit teljes vastag jég borítja. Alatta sok kilométer alatt folyékony víz óceánja lesz, amelyet a belek melegítenek.
"Az általános biológiai aktivitás alacsonyabb lesz, mint egy olyan bolygón, mint a Föld, de még mindig találhat valamit" - mondta Abbott. Reméli, hogy amint az űrszondák felfedezik a Jupiter jeges holdja felszín alatti óceánjait az elkövetkezõ évtizedekben, többet megtudhatunk a jégbolygók életének lehetõségérõl.
Abbott és Schwitzer ezeket az elveszett világokat "Steppenwolf bolygóknak" nevezik, mert "az ilyen világokon minden élet olyan, mint egy galaktikus sztyeppét körüljáró magányos farkas". Egy ilyen bolygó életének életképessége akár 10 milliárd év is lehet, hasonlóan a Földön - mondja Abbott.
Ha igaza van, akkor vándorló bolygók lehetnek a csillagközi csillagtérben a Naprendszerünkön kívül, és rajtuk idegen élet. Ilyen nehéz lesz apró és sötét távolságra találni őket. De ha szerencséd van, egy ilyen bolygó áthaladhat egy ezer AU távolságra. e. (távolság a Földtől a Napig) és tükrözzen egy kis mennyiségű napfényt. Megpróbálhattuk látni a modern távcsöveinkkel.
Ha az élet kialakulhat és megmaradhat a Steppenwolf csillagközi csillagközi bolygón, állítják Abbott és Schwitzer, az egyszerű következtetés levonható: Az életnek az univerzumban mindenütt kell lennie. Igen, rajtuk az élet furcsa, mint a pokol. Képzelje el, hogy meleg vulkáni forrásokban úszik örök éjszaka alatt, mint télen Izland. De azok számára, akik nem tudnak mást, az otthona lesz.