Kosmiczny autobus rozwozi życie po Wszechświecie. Skacze jak żabka z planety na planetę

Pochodzenie życia jest jedną z największych tajemnic naukowych wszechświata. Obecnie dominują dwie teorie na temat tego, jak życie powstało na Ziemi: składniki życia wyłoniły się z pierwotnej zupy na naszej planecie lub cząsteczki niezbędne do życia zostały przyniesione tutaj z innego miejsca w kosmosie - to teoria tak zwanej panspermii. Zespół naukowców opracował model pokazujący, w jaki sposób mogło dojść do takiego dostarczenia składników na Ziemię i jak mogłoby do tego dojść na planetach poza naszym Układem Słonecznym.

Naukowcy podejrzewają, że to komety mogły dostarczać składniki organiczne niezbędne do powstania życia na Ziemi, a nowe badania pokazują, w jaki sposób życie mogło zostać "rozniesione" przez komety pod całym kosmosie. Wyniki badań dotyczące odbijających się komet, które roznoszą składniki życia po planetach zostało opublikowane w  czasopiśmie Proceedings of the Royal Society.

Inne ciekawe artykuły o poszukiwaniu życia w kosmosie znajdziesz na Spider`s Web:

W ostatnich dziesięcioleciach astronomowie udowodnili, że niektóre komety i asteroidy zawierają cząsteczki prebiotyczne, w tym aminokwasy, cyjanowodór i witaminy, takie jak witamina B3. Chociaż żaden z tych związków organicznych jest życiem samym w sobie, wszystkie są niezbędne do życia, jakie znamy. Naukowcy odkryli, że komety rzeczywiście mogą dostarczać nienaruszone cząsteczki prebiotyczne bezpośrednio na planety – ale tylko pod pewnymi warunkami. 

Korzystając z różnych technik modelowania matematycznego, naukowcy ustalili, że komety mogą dostarczać cząsteczki umożliwiające powstanie życia, ale tylko w określonych scenariuszach. Jak powinny one wyglądać?

Naukowcy stwierdzili, że w przypadku planet krążących wokół gwiazdy podobnej do naszego Słońca planeta powinna mieć małą masę. Dobrze byłoby, gdyby planeta znajdowała się na bliskiej orbicie z innymi planetami w układzie, czyli miała sąsiadów.

W takim układzie kometa mogłaby zostać wciągnięta przez przyciąganie grawitacyjne jednej planety, a następnie przed uderzeniem w nią przekierować się na inną planetę. Gdyby przejście komety miało miejsce wystarczająco wiele razy, kometa zwolniłaby na tyle, aby niektóre cząsteczki prebiotyczne mogły przetrwać wejście do atmosfery planet. Aby dostarczyć materię organiczną, komety muszą podróżować stosunkowo wolno – z prędkością poniżej 15 km/s. Przy wyższych prędkościach niezbędne cząsteczki nie przetrwałyby – prędkość i temperatura uderzenia spowodowałyby ich rozpad. Komety poruszające się z taką prędkością mogą dostarczyć nienaruszone cząsteczki prebiotyczne na powierzchnię planet.

Okazało się, że największe szanse na takie zdarzenie mają systemy typu “grochy w strączku”, gdzie planety mają podobne rozmiary i masy, a ich orbity są blisko siebie. W takich systemach komety mogą być łatwo przechwytywane przez grawitację planet i zwalniane przez oddziaływanie z innymi planetami.

Przykładem takiego systemu jest TRAPPIST-1, gdzie siedem planet o rozmiarze Ziemi krąży wokół czerwonego karła. Naukowcy oszacowali, że w takim systemie prawdopodobieństwo, że kometa uderzy w planetę z prędkością poniżej 15 km/s, wynosi około 0,1 proc., co jest znacznie wyższe niż w Układzie Słonecznym, gdzie wynosi ono około 0,00001 proc.

Panspermia to starożytna koncepcja, która zakłada, że życie istnieje w całym wszechświecie i jest rozprzestrzeniane przez asteroidy, komety i nawet pył kosmiczny. Pierwszy zaproponował ją grecki filozof Anaksagoras w V wieku p.n.e. Nie był on jednak zbyt konkretny i wspomniał tylko, że nasiona mogą być częścią wszechrzeczy. Historycy połączyli kropki i wywnioskowali, co miał na myśli.

Według panspermii, życie na Ziemi mogło się pojawić dzięki zderzeniu z jakimś obiektem niebieskim, który zawierał mikroby lub ich prekursory. Niektórzy naukowcy uważają, że tak właśnie powstała pierwsza komórka na naszej planecie.

Ale panspermia działa też w drugą stronę. Potężne uderzenia na planetach takich jak Ziemia czy Mars mogły wyrzucać skały z mikrobami w przestrzeń kosmiczną. Mars ma mniejszą grawitację niż Ziemia i wiemy, że uderzenia na Marsie wysyłały skały w kosmos. Znaleźliśmy ponad 270 takich skał na Ziemi. Skoro zdarzyło się to na Marsie, to mogło się zdarzyć też w innych przypadkach i w innych układach słonecznych. Ponadto podejrzewamy, że Mars był zamieszkany przez mikroby miliardy lat temu. To spekulacja, ale marsjańskie mikroby mogły zabrać się na pokład wyrzuconych skał i być wystarczająco osłonięte przed zagrożeniami w przestrzeni, aby przetrwać długą podróż.

W końcu skała mogła się rozbić o inne ciało, a jeśli ciepło z uderzenia nie zniszczyło żadnych ocalałych mikrobów i jeśli ciało, na które spadła, było gościnne, życie mogło się w ten sposób rozprzestrzeniać. Pomnóż tę ideę przez ogromną liczbę zderzeń w układach słonecznych w całej Drodze Mlecznej, a koncepcja panspermii zaczyna nabierać kształtu.

Komety są bogate w związki organiczne, które mogą być uznane za budulce życia. Na przykład, próbki z asteroidy Ryugu, przeanalizowane w 2022 r., wykazały, że zawierała ona nienaruszone aminokwasy i witaminę B3.

Komety zawierają także duże ilości kwasu cyjanowodorowego (HCN), innego ważnego związku prebiotycznego. Silne wiązania węgiel-azot HCN sprawiają, że jest on odporny na wysokie temperatury, co oznacza, że może on potencjalnie przetrwać wejście w atmosferę i pozostać nienaruszony.

Badania te pokazują, że komety mogą być potencjalnym źródłem budulców życia na innych planetach, zwłaszcza na tych, które znajdują się w gęstych systemach planetarnych. Oznacza to, że takie systemy mogą być dobrymi kandydatami do poszukiwania życia poza naszym Układem Słonecznym, jeśli komety odegrały ważną rolę w jego powstaniu. Jednak badacze podkreślają, że komety nie są jedynym możliwym sposobem na dostarczenie związków organicznych na planety. Istnieją także inne mechanizmy, takie jak wiatr gwiazdowy, pył międzyplanetarny czy aktywność wulkaniczna, które mogą wpływać na skład chemiczny planet.