Наука все більше руйнує гіпотезу про космічне походження життя

Чому комети могли погано підходити для доставки молекул життя?

Науковці використали складні комп'ютерні симуляції. Вони з'ясували, що удари комет майже завжди знищували б крихкі органічні сполуки, перш ніж ті встигли б долучитися до хімії раннього життя. Навіть за сприятливих умов успішна доставка була б надзвичайно рідкісною, пише SciTechDaily.

Комети містять сполуки вуглецю й азоту, зокрема ціанід водню (HCN). Ця молекула бере участь у реакціях, які можуть дати деякі з базових будівельних блоків життя. Саме здатність комет переносити такі речовини Сонячною системою зробила їх центральними в теоріях про початок пребіотичної хімії на Землі.

Раніше вчені вважали, що комети були важливі для походження життя на Землі, бо несли молекули з вуглецем і азотом. Ці гігантські космічні сніжки були майже як "картка, що звільняє з в'язниці", яка приносила всі молекули, потрібні планеті для зародження життя. Це романтична ідея, але наші результати свідчать, що вона вкрай малоймовірна– прокоментував провідний автор дослідження доктор Річард Ансло з Інституту астрономії Кембриджського університету.

Проблема в руйнівній силі ударів. Згідно з моделями, комети підлітають до Землі з такою швидкістю й під такими кутами, що органічний вантаж майже не має шансів вижити. Більшість молекул випаровувалася б під час зіткнення, а не діставалася поверхні неушкодженою. Дослідники дійшли цього висновку, поєднавши моделі траєкторій комет, взаємодії з атмосферою, фізики ударів, а також формування й еволюції популяцій комет.

Команда зосередилася на HCN, який регулярно знаходять у кометах Сонячної системи. Розрахунки показали, що удари, здатні зберегти цю молекулу й залишити її в корисній концентрації, були б надзвичайно рідкісними. До того ж кількість комет, що вдарялися в Землю, різко впала впродовж перших 500 мільйонів років існування планети. Тому для вагомої доставки HCN залишалося щонайбільше кілька нагод. Навіть якщо частина молекул уціліла б, вони, імовірно, розсіялися б раніше, ніж хімічні реакції, потрібні для виникнення життя, встигли б розвинутися.

Це мав би бути випадок один на мільйон: потрібен не лише удар із точно відповідною швидкістю й під точно відповідним кутом, а й те, щоб після цього все склалося щодо концентрації та швидкості, з якою почалася хімія походження життя. Ми не можемо напевно виключити, що так і було. Але це виглядає надзвичайно рідкісною подією, у кращому разі разовою випадковістю– сказав Ансло.

Яке місце ця робота посідає в історії ідеї?

Нове дослідження спирається на роботу 2023 року, у якій Ансло з колегами припустили, що тісно розташовані планети можуть допомагати кометам доставляти органічні молекули. У таких системах гравітаційні зустрічі нібито дозволяють кометам переміщатися між планетами й поступово сповільнюватися. Це збільшує шанси, що хімічний вантаж переживе кінцевий удар. Цього разу вчені перевірили, чи могли схожі умови існувати в нашій Сонячній системі.

Якщо комети не були головним джерелом пребіотичних молекул Землі, лишаються інші пояснення. Астероїди вдарялися в ранню Землю значно частіше, і їхні удари могли запускати хімічні реакції, які давали органічні сполуки. Також потрібні інгредієнти могли утворитися в хімічних процесах на самій Землі, без доставки з космосу.

Чи мав Марс кращі шанси?

Хоча результати ставлять під сумнів кометну доставку на Землю, дослідники вважають Марс дещо сприятливішою мішенню. Планета менша за Землю і має значно тоншу атмосферу. Через це більше кометної речовини могло дістатися поверхні, а шанси органічних молекул пережити удари зростали за часів, коли зіткнення з кометами траплялися частіше.

Проте симуляції не доводять, що комети справді доставили пребіотичні молекули на Марс. Вони лише показують, що там це було б реальнішим, ніж на Землі.

Це не означає, що на Марсі це точно сталося, але вказує, що було б малоймовірно, якби це сталося на Землі й не сталося на Марсі. Або інший, можливо, ймовірніший варіант: це не сталося на жодній із планет– зазначили в команді.

Що це дає для пошуку життя поза Землею?

Висновки можуть допомогти астрономам оцінювати хімічне середовище планет біля інших зірок. У системах, де кілька світів обертаються поруч, гравітаційні взаємодії здатні сповільнювати комети настільки, що шанси на доставку органічних молекул зростають. Дослідити такі системи могли б майбутні обсерваторії, зокрема запропоновані наступники космічного телескопа Джеймса Вебба, як-от Обсерваторія придатних для життя світів. Пошук середовищ, де комети можуть "відскакувати" й долітати з вантажем, допоміг би звузити коло потенційно придатних для життя планет.