Наука все больше разрушает гипотезу о космическом происхождении жизни

Почему кометы могли быть неподходящим средством для доставки молекул жизни?

Ученые использовали сложные компьютерные симуляции. Они выяснили, что удары комет почти всегда уничтожали бы хрупкие органические соединения, прежде чем те успели бы принять участие в химических процессах ранней жизни. Даже при благоприятных условиях успешная доставка была бы крайне редким явлением, пишет SciTechDaily.

Кометы содержат соединения углерода и азота, в частности цианид водорода (HCN). Эта молекула участвует в реакциях, которые могут дать некоторые из базовых строительных блоков жизни. Именно способность комет переносить такие вещества по Солнечной системе сделала их центральными фигурами в теориях о зарождении пребиотической химии на Земле.

Ранее ученые считали, что кометы сыграли важную роль в зарождении жизни на Земле, поскольку несли молекулы с углеродом и азотом. Эти гигантские космические снежки были почти как "билет из тюрьмы", который доставлял все молекулы, необходимые планете для зарождения жизни. Это романтическая идея, но наши результаты свидетельствуют, что она крайне маловероятна, 
– прокомментировал ведущий автор исследования доктор Ричард Ансло из Института астрономии Кембриджского университета.

Проблема в разрушительной силе ударов. Согласно моделям, кометы подлетают к Земле с такой скоростью и под такими углами, что органический груз практически не имеет шансов выжить. Большинство молекул испарилось бы во время столкновения, а не достигло бы поверхности невредимым. Исследователи пришли к этому выводу, объединив модели траекторий комет, взаимодействия с атмосферой, физики ударов, а также формирования и эволюции популяций комет.

Команда сосредоточилась на HCN, который регулярно обнаруживается в кометах Солнечной системы. Расчеты показали, что удары, способные сохранить эту молекулу и оставить ее в полезной концентрации, были бы чрезвычайно редкими. К тому же количество комет, сталкивавшихся с Землей, резко сократилось в течение первых 500 миллионов лет существования планеты. Поэтому для значительной доставки HCN оставалось не более нескольких случаев. Даже если бы часть молекул уцелела, они, вероятно, рассеялись бы раньше, чем химические реакции, необходимые для зарождения жизни, успели бы развиться.

Это должен был бы быть случай один на миллион: нужен не только удар с точно подходящей скоростью и под точно подходящим углом, но и то, чтобы после этого все сложилось в отношении концентрации и скорости, с которой началась химия зарождения жизни. Мы не можем с уверенностью исключить, что так и было. Но это выглядит чрезвычайно редким событием, в лучшем случае единичной случайностью,
– сказал Ансло.

Какое место эта работа занимает в истории идеи?

Новое исследование опирается на работу 2023 года, в которой Ансло с коллегами предположили, что близко расположенные планеты могут помогать кометам доставлять органические молекулы. В таких системах гравитационные взаимодействия якобы позволяют кометам перемещаться между планетами и постепенно замедляться. Это увеличивает шансы того, что химический груз переживет окончательный удар. На этот раз ученые проверили, могли ли подобные условия существовать в нашей Солнечной системе.

Если кометы не были главным источником пребиотических молекул Земли, остаются другие объяснения. Астероиды ударялись о раннюю Землю значительно чаще, и их удары могли запускать химические реакции, в результате которых образовывались органические соединения. Также необходимые ингредиенты могли образоваться в результате химических процессов на самой Земле, без доставки из космоса.

Были ли у Марса лучшие шансы?

Хотя результаты ставят под сомнение кометную доставку на Землю, исследователи считают Марс несколько более благоприятной мишенью. Планета меньше Земли и имеет значительно более разреженную атмосферу. Из-за этого больше кометного вещества могло достичь поверхности, а шансы органических молекул пережить удары возрастали в те времена, когда столкновения с кометами происходили чаще.

Однако симуляции не доказывают, что кометы действительно доставили пребиотические молекулы на Марс. Они лишь показывают, что там это было бы более вероятно, чем на Земле.

Это не означает, что на Марсе это точно произошло, но указывает на то, что было бы маловероятно, если бы это произошло на Земле и не произошло на Марсе. Или другой, возможно, более вероятный вариант: это не произошло ни на одной из планет, 
– отметили в команде.

Что это дает для поиска жизни за пределами Земли?

Выводы могут помочь астрономам оценивать химическую среду планет у других звезд. В системах, где несколько миров вращаются рядом, гравитационные взаимодействия способны замедлять кометы настолько, что шансы на доставку органических молекул возрастают. Исследовать такие системы могли бы будущие обсерватории, в частности предлагаемые преемники космического телескопа Джеймса Уэбба, такие как Обсерватория пригодных для жизни миров. Поиск сред, где кометы могут "отскакивать" и долетать с грузом, помог бы сузить круг потенциально пригодных для жизни планет.