Hur mycket vatten behövs för livet på andra världar?

Hur mycket vatten behövs för livet på andra världar?

Vi brukade tänka på jorden som en vattenvärld. Vår planet är 70% täckt av oceaner, så att det från rymden ser ut som en blå boll med vita stränder av moln och små bitar av mark. Men faktum är att djupet på våra hav är försumbart jämfört med jordens radie. Med massa är vatten bara femtio tusendels procent av planetens massa. Skulle moderna astronomer kunna avgöra om det finns vatten på jorden om de tittar på solsystemet från någonstans med Alpha Centauri?

Nu gör forskare slutsatser om massorna av exoplaneter och observerar hur starkt planet "svänger" sin stjärna genom gravitationsinteraktion. Och slutsatsen om exoplanets storlek är gjord av hur starkt det blockerar ljuset som passerar mellan stjärnan och teleskopet. Därefter delas massan av volymen och en approximativ densitet av exoplaneten erhålls, varifrån det är möjligt att få en uppfattning om fördelningen av gaser, vätskor och fasta ämnen i sin massa. Sådana metoder gör det tyvärr inte möjligt att fixa den mängd vatten som finns på jorden! Det är på vår planet att vattnet är för lågt så att när vi tittar på objektet från en annan stjärna kan vi relatera jorden till världen, där du kan simma eller bli våt i regnet ...

Modern vetenskap gör det möjligt att dra slutsatsen att det endast finns vatten på exoplaneten om vattnet är minst 10% av dess massa. Och 10% är fyrahundra gånger mer än det är på jorden nu! Detta är ett jätte hav som helt täcker hela jordens yta. Det verkar som att ju mer vatten - desto bättre för uppkomsten av livet. Inte undra på motto av astronomer som har ägnat sig åt sökandet efter utomjordiskt liv, har alltid varit frasen "Leta efter vatten!". Livet, som är känt för oss, är omöjligt utan vatten, eftersom det är just det som är lösningsmedlet av ämnen som fyller levande celler. Vatten är den kemiska basen för energiprocesserna som vi kallar livet. Dess unikhet i detta fall ligger i det faktum att det förblir flytande i ett mycket stort temperaturområde. Därför är frågan om huruvida det finns en chans för uppkomsten av livet i en värld där det finns mycket mer vatten än vårt, vid första anblicken verkar paradoxalt.

Hur mycket vatten behövs för livet på andra världar?

Men låt oss försöka lista ut det. Forskare från University of Arizona utförde ett virtuellt experiment genom att bygga en modell av kemiska processer på en exoplanet som är identisk med jorden. Den enda skillnaden från vår värld var ett överskott av vatten: forskare har ökat volymen av oceanerna mer än 5 gånger. I det här fallet fanns inget land på planetens yta, och processen för förväxling och utlakning av stenar försvann helt. Detta ledde till att fosforens vatteninnehåll sjönk kritiskt - ett element som är oumbärligt för det jordiska livet. Och utan det erforderliga fosforinnehållet kan inte Adenosin Triphosphorsyra (ATP) -molekylen som är ansvarig för livets energi, eller RNA- och DNA-molekylerna existera. En värld helt täckt av havet kanske inte är helt livlös, men livet kommer säkert att vara väldigt annorlunda än havet. Mest sannolikt skulle livet under sådana förhållanden vara mycket mindre tätt, och det skulle vara mycket svårare att hitta det från ett annat stjärnsystem. Stort tryck av vatten på botten kan skapa superdense former av is, som is-6 och is-7 (detta är en slags vattenis). Ett sådant isskal skulle leda till isolering av vatten från hårda stenar, vilket skulle göra processen för kemisk utveckling ännu mer problematisk. Därför betyder inte "mer vatten" på frågan om livets framväxt och välstånd "bättre". Kanske är sådana planeter exotiska och de beskrivna problemen är inte statistiskt signifikanta för livets ursprung? Det visar sig att forskare är benägna att tro att det kanske finns mer liknande vattenvärldar i universum än steniga planeter som vår jord eller Mars.

Sten och vatten är ungefär lika fördelade i solsystemet, detta är huvuddelen av asteroidbältet (mellan Mars och Jupiter) och Kuiperbältet (bortom Neptuns bana). I det mest kända - efter Solar-Trappist-1-systemet har alla 7 exoplaneter sannolikt betydligt mer vatten än jorden. Enligt astrofysiker består föremål närmare stjärnan av cirka 10% is och flytande vatten. Externa exoplaneter Trappist-1 - från is cirka 50%. Det verkar som om alla dessa världar är helt täckta av vatten och is och med hög grad av sannolikhet är sterila.

Tyvärr visar det sig att alla exoplaneter, som moderna forskare upptäcker vatten, sannolikt kommer att vara livlösa. Men om Hubble-teleskopet inte tillåter att upptäcka världar som liknar jorden när det gäller volymer av vatten, kanske det kan göras av James Webbs teleskop? Detta mirakel av teknik kommer att lanseras i omloppsbana år 2020 och kommer att kunna analysera atmosfären hos exoplanetjättarna. Men troligen kommer han inte att svara på den här frågan. Tekniken som skulle tillåta vatten att hitta på jordens tvilling från interstellär avstånd utvecklas bara och kommer att dyka upp i omlopp i mitten av 2000-talet.

Hur mycket vatten behövs för livet på andra världar?

Men kanske borde vi inte leta efter livet i vattenvärlden hittills? När allt kommer omkring, bokstavligen på vår sida, på en halv miljon kilometer, finns det ett stort hav av saltvatten. Vi pratar om Europa - Jupiters satellit, under isen ligger en vattenkolonn på 100 kilometer. Vattenförsörjningen i Europa är två gånger eller till och med tre gånger jordens hav. Denna upptäckt, gjord av Galileo-apparaten, var inte den enda upptäckten av vatten genom solsystemets jätteplaneter. 2005 Cassini sond spelade upp gejsrar som slår ifrån isen av Saturns satellit Enceladus. Och efter 10 år flög denna apparat till och med en sådan jet, tar prov och hittar där förutom vatten, kväve, koldioxid, väte, metan och ammoniak. En sådan sammansättning av utsläpp antyder att i djupet av Enceladus kokar hydrotermisk aktivitet med kraft och huvud, vatten, som påverkas av hög temperatur, samverkar med fasta stenar och sönderdelas i väte och syre. Vätgas för små kroppar är en markör för kemisk aktivitet - det är det ljusaste elementet i det periodiska bordet och utan konstant formning försvinner snabbt i rymden utan spår. Det betyder att någonstans inom Enceladus finns det en konstant vätebildningsprocess, därför finns det en energi av den typ som tillåter förhistoriska mikroorganismer att existera på jorden.

Archaea - encelliga organismer som inte har en kärna, använder som organisk energi, ammoniak och väte som energikällor. Vissa arkéer avger metan, som för forskare är en av de möjliga markörerna för livet på planeterna. Sådana mikroorganismer, metanogener, finns på jorden i frånvaro av solljus, under extrema förhållanden som inte är bättre än kosmiska. Om metanogener på jorden är inbäddade i ekosystemet för de naturliga varelserna i våra Natur-rörformade maskar, varför inte samexistera med främmande organismer av Enceladus eller Europa? På vår egen planet finns fantastiska platser där livet finns vid en temperatur på 500 grader och vid ett tryck på 200 atmosfärer. Dessutom finns ekosystemen för "svarta rökare" utan solljus - den viktigaste energikällan för livet på vår planet. Sådana förhållanden liknar de som kan förekomma under isen av Saturnus och Jupiter månar. Trots detta är forskare mycket försiktig om möjligheten att det finns komplexa livsformer i dessa vattenvärldar. Även sökande entusiast för utomjordiskt liv, säger Seth Shostak, chef för SETIs forskningscenter, att för multicellulära livsformer är det inte tillräckligt med energi under isen i Europa och Enceladus. Livet kunde ha utvecklats där i mer än 4 miljarder år, men det är osannolikt att vi någonsin kommer att träffas där en tonfisk eller annan varelse vars liv kräver så mycket mat som fisk från planeten Jorden. Men även upptäckten av bakterier skulle vara ett genombrott för den jordiska vetenskapen. Men det verkar som om astronomi ensam inte räcker för att svara på frågan om det finns bakterier på de gigantiska planeternas satelliter. Det enda sättet är att flyga till Jupiter och Saturnus och förstå på platsen. Det verkar som det otvetydiga svaret på frågan om livets existens på andra planeter och satelliter i solsystemet, och på exo-planeter, kommer vi bara att få fram till mitten av 2000-talet.

Hur mycket vatten behövs för livet på andra världar?

Så vad kan vi säkert säga idag? Upptäckten av stora mängder vatten i solsystemet utanför jorden har väsentligt förändrat paradigmet att tänka på exo-biologer. Innan uppdrag till Jupiter och Saturnus antog forskarna att alla satelliter skulle likna Månen och Phobos - stenar, damm och torr öken. Vätskevatten i volymer som överskrider jordens hav är en gåva för entusiaster som letar efter utomjordiskt liv. Om vi ​​har så mycket vatten på vår sida, så borde det inte vara mindre i andra stjärnsystem. Tack vare de upptäckter som gjorde Hubble-teleskopet vet vi att en stjärna utan planeter är ett sällsynt fenomen. Nästan alla har sitt eget planetariska system. Det första elementet i universum är väte, det tredje vanligaste är syre. Det är logiskt att deras fackförening, vatten, borde vara mycket allmänt representerad i någon galax. Faktum är att astronomer nu hittar vatten inte bara på planeter, men också i interstellära moln och protoplanetiska diskar. Vatten i rymden är överflödigt. Därför, när vi tittar på natthimlen kan det hävdas att nästan varje stjärna har sin egen vattenvärld.

Kommentarer (0)
Sök