Может ли жизнь существовать без планет?
Ученые предлагают пересмотреть планетоцентричный взгляд на обитаемость. Исследование, опубликованное в журнале Astrobiology, показывает, что экосистемы могут самостоятельно создавать и поддерживать условия для жизни без необходимости находиться на планете.
Авторы работы:
- Робин Вордсворт, профессор наук о Земле и планетах в Гарварде.
- Чарльз Кокелл, профессор астробиологии в Эдинбургском университете.
Ключевая идея: Биологически генерируемые барьеры и структуры могут имитировать планетарные условия, необходимые для жизни:
- Пропускать видимый свет для фотосинтеза, блокируя УФ-излучение.
- Предотвращать потерю летучих веществ в вакууме.
- Поддерживать температуру и давление для существования жидкой воды.
Технические требования:
- Давление: Минимальное давление для жидкой воды — тройная точка: 611.6 Па при 0°C. Для температур 15–25°C требуется несколько кПа. Биологические материалы легко поддерживают перепады давления порядка 10 кПа (например, разница кровяного давления у человека ростом 1.5 м — около 15 кПа).
- Температура: Для поддержания теплового баланса в вакууме необходима эффективная изоляция. В природе существуют аналоги: сахарские серебряные муравьи регулируют отражательную способность, а диатомовые водоросли производят сложные структуры из кремнезема. Биогенные аэрогели могут обладать крайне низкой теплопроводностью.
- Защита от радиации: УФ-излучение эффективно блокируется такими соединениями, как аморфный кремнезем и восстановленное железо, не препятствуя видимому свету.
Расчеты показывают, что такие структуры могли бы поддерживать условия для жидкой воды на расстоянии от 1 до 5 астрономических единиц от Солнца.
Другие необходимые факторы:
- Энергия: Доступность солнечного света для фотосинтеза не является критическим барьером (пример — арктические водоросли подо льдом).
- Циклы элементов: Для долгосрочного существования требуется внутренняя переработка отходов и поддержание редокс-градиентов, что может быть достигнуто за счет внутренней компартментализации экосистемы.
Выводы:
- Полностью автономные живые среды обитания в космосе не запрещены физическими или химическими ограничениями.
- Существующая фотосинтетическая жизнь уже производит материалы (аморфный кремнезем, органические полимеры), которые потенциально могут служить "стенами" такого habitat.
- Эволюция жизни в других мирах могла пойти иным путем, что открывает возможность для существования "жилых сред" в нетрадиционных условиях с потенциально обнаружимыми биосигнатурами.
Исследование подчеркивает, что для понимания границ жизни за пределами Земли необходимо изучать альтернативные эволюционные пути в иных планетарных условиях.