Vremenska prognoza za većinu egzoplaneta je razočaravajuća. Žarko sunce, godišnje poplave i duboki snijeg znatno otežavaju život lokalnom stanovništvu.
Znanstvenici su zainteresirani za nastanjivost drugih planeta iz više razloga, političkih, financijskih, humanitarnih i znanstvenih. Žele razumjeti kako se naša klima mijenja.
Kako ćemo živjeti u klimi budućnosti i što možemo učiniti da zaustavimo rastuću plimu efekta staklenika. Uostalom, još malo pa će nebeska Zemlja biti beznadno izgubljena.
Malo je vjerojatno da ćemo se ozbiljno baviti potragom za čistim izvorima energije ili nagovoriti političare da se pozabave klimatskim pitanjima nauštrb financijske dobiti. Gdje zanimljivije pitanje: kada ćemo vidjeti vanzemaljce?
Naseljiva zona, također poznata kao "zona Zlatokose", područje je oko zvijezde gdje prosječna temperatura planeta omogućuje postojanje tekuće vode na koju smo toliko navikli. Tragamo za tekućom vodom ne samo za buduću upotrebu, već i kako bismo pronašli orijentir: možda negdje vani postoji drugi život.
Problemi izvan ove zone sasvim su očiti. Ako je prevruće, okolina će postati nepodnošljiva parna kupelj ili će se voda početi razlagati na kisik i vodik.
Kisik će se tada spojiti s ugljikom u ugljični dioksid, a vodik će pobjeći u svemir. To se događa s Venerom.
Ako je planet prehladan, voda će formirati čvrste komade. Možda postoje džepovi tekuće vode ispod ledene kore, ali sve u svemu to nije ugodno mjesto za život.
Ovo smo pronašli na Marsu i satelitima Jupitera i Saturna. A ako se potencijalno nastanjiva zona može grubo definirati, to je mjesto gdje bi tekuća voda mogla postojati.
Nažalost, ova jednadžba ne uključuje samo udaljenost do zvijezde i količinu proizvedene energije. Atmosfera planeta igra ozbiljnu ulogu.
Iznenadit ćete se, ali Venera i Mars nalaze se u potencijalno nastanjivoj zoni Sunčevog sustava. Atmosfera Venere toliko je gusta da hvata sunčevu energiju i stvara peć nepoželjnu za život koja će otopiti bilo kakvu naznaku života brže nego što možete reći "dvije šalice čaja ovom gospodinu". Na Marsu je sve potpuno suprotno.
Tanka atmosfera uopće ne može zadržati toplinu, pa je planet vrlo hladan. Poboljšajte atmosfere obaju planeta i dobit ćete svjetove u kojima se lako može naći život.
Možda bismo ih mogli spojiti i pomiješati atmosferu? Treba razmisliti. Kada gledamo druge svjetove u Mliječnoj stazi i pokušavamo shvatiti ima li tamo života, nije dovoljno samo procijeniti njihov položaj u zoni Zlatokose.
Moramo znati oblik atmosfere. Astronomi su pronašli planete smještene u nastanjivim zonama oko drugih zvijezda, ali čini se da ti svjetovi nisu posebno dobro pozicionirani za život.
Oni kruže oko zvijezda crvenih patuljaka. U principu, život u uvjetima crvenkastih odsjaja nije tako loš, ali postoji jedan problem.
Crveni patuljci imaju tendenciju da se ponašaju vrlo loše dok su mladi. Oni stvaraju snažne baklje i izbacivanje koronalne mase.
Ovo čisti površinu svakog planeta koji se previše približi. Istina, ima neke nade.
Nakon nekoliko milijuna godina visoke aktivnosti, ove zvijezde crveni patuljci se smiruju i počinju crpiti svoje rezerve vodika s potencijalom trilijuna godina. Ako život može preživjeti dovoljno dugo u ranim fazama postojanja zvijezde, može očekivati dug, sretan život. Kada razmišljate o novom domu među zvijezdama ili ga pokušavate pronaći novi život u svemiru, potražite planete u potencijalno nastanjivoj zoni.
Spasite Rurika Putovanje članova kluba "Žuti patuljak" kroz nekoliko epoha Vladimir Položencev
© Vladimir Polozhentsev, 2016
Nastala u intelektualno-izdavačkom sustavu Ridero
Pojas Zlatokose
Sastanak astronomskog kluba “Žuti patuljak” održan je u zbornici nekadašnje tkaonice. Mjesečni događaj bio je u punom jeku. Očekivali su dolazak predstavnika Roscosmosa, što je susretu dalo poseban značaj. Izvještaj o utjecaju NLO-a na zemaljsku civilizaciju završio je poznati ufolog Daniil Panteleimonovič Zakamsky. Umirovljeni je zastavnik PZO-a.
“Stoga”, bockao je kemijskom olovkom male, ali opsežne dijagrame na whatmanu pričvršćenom za podij, “možemo s pouzdanjem reći da je meteoroid u blizini Čeljabinska oborio vanzemaljski brod iz zviježđa Tau Ceti. .”
Ljubavnici su počeli zujati i počeli žustro razgovarati. Zlatokosa i prilično atraktivna, unatoč svojim godinama, predsjednica kluba, Vera Ignatievna Krupitsina, koja je nekada bila organizatorica zabave u ovom poduzeću za tkanje tepiha, udarila je olovkom u dekanter:
– Ako netko ima pitanja, neka svoje mišljenje izrazi konstruktivno.
- Čime su pucali? – u nevjerici je podigao ruku Slava Yanson, stariji student Instituta za prehrambenu industriju. – Atomski projektil, laserska zraka ili antigravitacijski pištolj?
- Uzalud ironiraš, mladiću - uvrijedio se govornik. – Kod superautomobila teškog približno 80 tisuća tona i brzine od 30 kilometara u sekundi, snaga eksplozije u atmosferi bila je 1,2 megatona TNT ekvivalenta. Koristeći se empirijskom formulom,” Zakamsky je nervozno lupkao prstima prstiju po dijagramu, “gdje je t period signala s maksimalnom amplitudom, dolazimo do zaključka da je eksplozija trebala biti barem jedan i pol puta slabija. Odakle dodatna energija? Samo od vanjskog utjecaja na objekt. Zato su tog dana, 15. veljače, očevici primijetili nekoliko neidentificiranih letećih objekata u blizini Chebarkula, kao i iznad teritorija Kazahstana.
"Pretpostavimo", nije odustao Yanson. – Ali zašto mislite da je brod došao s Tau Cetija?
"Zato što sateliti Jupitera i Saturna rotiraju sinkrono", našalio se netko u galeriji.
“Uzalud ironiziraš”, ponovio je govornik, očito često korištenu frazu. - Gdje drugdje? Alpha Centauri B, naravno, bliže nam je, samo četiri i pol svjetlosne godine. Dvojna zvijezda ima planete slične Zemlji, ali oni su u paklenim uvjetima. Pet satelita Tau Cetija osjećaju se sjajno u pojasu Zlatokose. Odnosno u takozvanoj životnoj, life-friendly zoni.
“Pa ovo još nije dokaz”, razočarano odmahuje rukom učenik.
"A oružje", rekao je Zakamsky ozbiljno, "moglo je biti antigravitacijsko." Da. Na temelju tamne energije.
U dvorani nitko nije stvarao nikakvu buku, ali je za svaki slučaj predsjedavajuća ponovno zazvonila dekanterom, strogim pogledom gledajući šaroliku publiku:
-Tko ga još želi? Nema onih koji preuzimaju. Hvala vam, gospodine Zakamsky. Mislim da će znanost još otkriti tko je raznio meteorit Chebarkul. Sada prijeđimo na temu prijetnje asteroida i kometa iz Oortova oblaka.
"Čekaj", visoki mladić ustao je iz drugog reda na rubu. – Htio bih nešto pojasniti. Zašto vanzemaljci moraju letjeti do nas na mehaničkim, htio sam reći materijalnim, uređajima?
Nakon što je rado prihvatio sljedeći izazov, Zakamsky je stegnuo kazaljku na trbuhu, poput normanske štuke. Pogledao je plavušu neukrotive kose, čvrste brade i ironičnih očiju. Ovaj se neće tako lako skinuti.
Danilo Pantelejmonovič naslikao je sarkastičan osmijeh na svom oštrokutnom licu, boje marsovske pustinje, okrenuo glavu kao ptica, bljeskao snažnim naočalama, poput teleskopa:
- Nisam razumio pitanje.
“Vi sve razumijete”, popeo se muškarac u prolaz između redova. Rukom sam zgnječila elastičnu kosu, ali je odmah poprimila prijašnji oblik.
“Uobičajeno je da se predstavljamo”, prijeteći je podigla obrve Krupitsina i očajnički ispuhala nos. Bila je prehlađena i sanjala je vunene čarape i čašu vrućeg mlijeka s medom.
– Alexander Greenwich, liječnik. Urolog.
U dvorani se čuo smijeh. "Je li adresa pogrešna?"
– Za one koji nisu čuli. Da bi prevladala međuzvjezdani prostor, civilizacija mora biti na vrlo visokoj razini visoka razina razvoj.
"Nedvojbeno", govornik je kimnuo, napeto očekujući kvaku.
– Recimo da su stanovnici jednog od planeta Tau Ceti uspjeli stvoriti gotovo svjetlosne ili čak superluminalne tehnologije za zvjezdane brodove. Ali ako je tako, njihova civilizacija već dugo živi u virtualnom svijetu. Čak ni za nas, da bismo saznali što se događa, na primjer, u Australiji, ne moramo tamo letjeti. Tome služi internet.
– Želiš reći…
- Upravo tako. Da su imali želju pomoći nam, učinili bi to iz daljine. Nemaju potrebu kretati se svemirom na limenkama od titana s antigravitacijskim ili bilo kojim drugim motorima. Jednostavno ih ne bismo vidjeli. Dugo su viobra.
– Virtualne slike. Odnosno, sva priča o NLO-ima je obična besmislica. Sukladno tome, vaše izvješće je potpuna besmislica.
"Oprostite," Zakamsky se uzdigao, "ali tisuće, deseci tisuća očevidaca posvuda su vidjeli i nastavljaju promatrati neidentificirane leteće objekte." Ne možete se suprotstaviti ovoj činjenici!
“Ionosferski fenomeni”, mladić nije skidao plave oči s ufologa. - Dvije mogućnosti. Ili su se civilizacije u našoj galaksiji počele razvijati u isto vrijeme i one, poput nas, još nemaju priliku prijeći sa zvijezde na zvijezdu, ili su u svom razvoju otišle toliko daleko da, ponavljam, žive u virtualnom svijet.
“Rekli ste za Australiju”, ufolog je uhvatio pokazivač kao sablju, “ali ništa se na ovom kontinentu ne može promijeniti putem interneta.” Pokušajte barem zaustaviti kišu.
- Ne još. Kad se iznad kontinenata pojave posebni repetitori s elektranama, sve će biti stvarno. Uključujući obaranje meteorita. Iako ih je glupo uništavati u atmosferi. Asteroide i komete potrebno je eliminirati na udaljenim prilazima planetu. Vi to vrlo dobro znate. Moguće je da su izvanzemaljci jednom bili s nama i od Mjeseca napravili repetitor. Ali nije činjenica da su oni srušili nebesku lutalicu u blizini Čeljabinska. Meteoroid je eksplodirao pod utjecajem atmosfere.
– Po vašem mišljenju, ispada da je cijeli inteligentni svemir virtualni svijet? Živi u kompjuterskom prostoru? Što je onda s ljudima? Za što? – Zakamsky je napućio hirovite usne.
– Život nastaje u materijalnom okruženju, na planetima. Razvija se, a zatim se civilizacija pridružuje zajedničkom virtualnom svijetu. Ili galaksija ili cijeli svemir u cjelini, ne znam. Ljudi su već dotakli virtualni svijet. Za tisuću godina, najviše godinu i pol, oni će uspostaviti kontakt s nama i mi ćemo konačno uroniti u to.
– I ovaj tvoj virtualni svijet nastanjuju bezlične, nemoralne pikselske kreature koje ničemu ne teže?! – vikao je Zakamsky kao na svadbi. – Internet je apsolutno nemoralan!
- Iz čega? Moral se može i treba poštovati svugdje. Moralan je onaj tko tome teži. Mislim da je visoka duhovnost prvi zakon prostora. Virtualni svijet svemira jedna je banka božanskog, da upotrijebimo našu terminologiju, uma, ali osobnost tamo nije zamagljena, ona postoji.
– Ponavljam pitanje zašto smo na Zemlji?
Neko je vrijeme u dvorani vladala električna tišina. Čak ni predsjedavajući više nije kuckao po dekanteru. Slegnula je ramenima. Blistava vatra Tau Cetija gorjela je u očima bivšeg organizatora zabave.
Na kraju je čovjek progovorio:
- Svaka osoba je bog. Ograničeno djelovanje, naravno. Svojom sudbinom možemo upravljati, a željom i ustrajnošću možemo utjecati na sudbinu cijele planete. Ovo je već puno. Nijedan bog nije svemoguć, jer je prostor neograničen. Uvijek će biti netko iznad nekoga. Nepromjenjivi zakon prirode koji vrijedi svugdje. Čovjek postoji da bi prije ili kasnije postao jači bog. Virtualan. Ili bolje rečeno, dio jednog sveobuhvatnog uma.
Ako vam se dogodio neobičan događaj, vidjeli ste čudno stvorenje ili neshvatljivu pojavu, sanjali ste neobičan san, vidjeli ste NLO na nebu ili postali žrtva vanzemaljske otmice, možete nam poslati svoju priču i ona će biti objavljena na našoj web stranici ===> .
Pogledajte raspršenost zvijezda na crnom noćnom nebu - sve one sadrže nevjerojatni svjetovi, sličan našem Sunčev sustav. Prema najkonzervativnijim procjenama, galaksija Mliječni put sadrži više od sto milijardi planeta, od kojih bi neki mogli biti slični Zemlji.
Nove informacije o "vanzemaljskim" planetima - egzoplanete- otvorio je svemirski teleskop Kepler, istražujući sazviježđa u iščekivanju trenutka kada će se daleki planet pojaviti ispred svoje zvijezde.
Orbitalni opservatorij pokrenut je u svibnju 2009. posebno za traženje egzoplaneta, no četiri godine kasnije nije uspio. Nakon brojnih pokušaja vraćanja teleskopa u rad, NASA je u kolovozu 2013. bila prisiljena izbaciti zvjezdarnicu iz svoje "svemirske flote". Međutim, tijekom godina promatranja Kepler je dobio toliko jedinstvenih podataka da će trebati još nekoliko godina da ih proučava. NASA se već priprema za lansiranje Keplerovog nasljednika, teleskopa TESS, 2017. godine.
Super-Zemlje u pojasu Zlatokose
Danas su astronomi identificirali gotovo 600 novih svjetova od 3500 kandidata za titulu "egzoplaneta". Vjeruje se da se među tim nebeskim tijelima najmanje 90% može pokazati kao "pravi planeti", a ostatak - dvostruke zvijezde, "smeđi patuljci" koji nisu narasli do zvjezdane veličine i klasteri velikih asteroida.
Većina kandidata za nove planete su plinoviti divovi poput Jupitera ili Saturna, kao i super-Zemlje - stjenoviti planeti nekoliko puta veći od našeg.
Naravno, ne padaju svi planeti u vidno polje Keplera i drugih teleskopa. Njihov se broj procjenjuje na samo 1-10%.
Kako bismo bili sigurni u identifikaciju egzoplaneta, on mora biti više puta zabilježen na disku svoje zvijezde. Jasno je da se najčešće ispostavlja da se nalazi blizu svog sunca, jer će tada njegova godina trajati samo nekoliko zemaljskih dana ili tjedana, pa će astronomi moći ponavljati promatranja mnogo puta.
Takvi planeti, u obliku vrućih kugli plina, često se pokažu kao "vrući Jupiteri", a svaki šesti je poput goruće super-Zemlje prekrivene morima lave.
Naravno, pod takvim uvjetima, proteinski život našeg tipa ne može postojati, ali među stotinama negostoljubivih tijela postoje ugodni izuzeci. Do sada je identificirano više od stotinu zemaljskih planeta koji se nalaze u tzv. naseljivoj zoni, odn. zlatokosa pojas.
Ovaj lik iz bajke vodio se načelom "ni više ni manje". Isto tako, za rijetke planete uključene u "životnu zonu", temperatura bi trebala biti unutar granica postojanja tekuća voda. Štoviše, 24 planeta od ovog broja imaju radijus manji od dva radijusa Zemlje.
Međutim, za sada samo jedan od tih planeta ima glavne značajke Zemljinog blizanca: nalazi se u zoni Zlatokose, blizu veličine Zemlje, i dio je sustava žutog patuljka sličnog Suncu.
U svijetu crvenih patuljaka
Međutim, astrobiolozi, koji ustrajno tragaju za izvanzemaljskim životom, ne klonu duhom. Većina zvijezda u našoj galaksiji su mali, hladni, tamni crveni patuljci. Prema modernim podacima, crveni patuljci, budući da su otprilike upola manji i hladniji od Sunca, čine najmanje tri četvrtine "zvjezdane populacije" Mliječne staze.
Oko ovih solarnih rođaka kruže minijaturni sustavi veličine Merkurove orbite, a i oni imaju svoje pojaseve Zlatokose.
Astrofizičari s kalifornijskog sveučilišta Berkeley čak su sastavili poseban računalni program TERRA uz pomoć kojeg su identificirali desetak zemaljskih blizanaca. Svi su oni blizu svojih zona života oko malih crvenih svjetiljki. Sve to uvelike povećava šanse prisutnosti izvanzemaljskih centara života u našoj galaksiji.
Ranije se vjerovalo da su crveni patuljci, u čijoj blizini su pronađeni planeti slični Zemlji, vrlo tihe zvijezde, a na njihovoj površini rijetko se događaju baklje praćene emisijama plazme.
Kao što se zapravo pokazalo, takve su svjetiljke čak aktivnije od Sunca.
Na njihovoj površini stalno se događaju snažne kataklizme, stvarajući uraganske nalete "zvjezdanog vjetra" koji može nadvladati čak i moćni magnetski štit Zemlje.
Međutim, mnogi Zemljini blizanci mogu platiti vrlo visoku cijenu za to što su blizu svoje zvijezde. Tokovi zračenja od čestih baklji na površini crvenih patuljaka mogu doslovno "polizati" dio atmosfere planeta, čineći ove svjetove nenastanjivim. Istovremeno, opasnost od koronarnih izbačaja pojačava se činjenicom da će oslabljena atmosfera slabo štititi površinu od nabijenih čestica jakog ultraljubičastog zračenja i X-zraka iz "zvjezdanog vjetra".
Osim toga, postoji opasnost od potiskivanja magnetosfera potencijalno nastanjivih planeta od strane najjačih magnetsko polje crveni patuljci.
Slomljen magnetski štit
Astronomi su dugo sumnjali da mnogi crveni patuljci imaju snažna magnetska polja koja bi lako mogla probiti magnetski štit koji okružuje potencijalno nastanjive planete. Da bi se to dokazalo, izgrađen je virtualni svijet u kojem naš planet rotira oko slične zvijezde u vrlo bliskoj orbiti u "zoni života".
Ispostavilo se da vrlo često magnetsko polje patuljka ne samo da jako deformira Zemljinu magnetosferu, već je čak i gura ispod površine planeta. U ovom scenariju, za samo nekoliko milijuna godina ne bismo imali zraka ni vode, a cijela bi površina bila spržena kozmičkim zračenjem.
Iz toga proizlaze dva zanimljiva zaključka. Potraga za životom u sustavima crvenih patuljaka može biti potpuno uzaludna, a ovo je još jedno objašnjenje za “veliku tišinu kozmosa”.
Međutim, možda ne možemo otkriti izvanzemaljsku inteligenciju jer je naš planet rođen prerano...
Tko može živjeti na dalekim egzoplanetima? Mogu li postojati takva stvorenja?
Tužna sudbina prvorođenih
Analizirajući podatke dobivene pomoću teleskopa Kepler i Hubble, astronomi su otkrili da se proces stvaranja zvijezda u Mliječnoj stazi znatno usporio. To je zbog sve većeg nedostatka građevinskog materijala u obliku oblaka prašine i plina.
Unatoč tome, u našoj galaksiji ostalo je još mnogo materijala za rađanje zvijezda i planetarnih sustava. Štoviše, za nekoliko milijardi godina naš će se zvjezdani otok sudariti s divovskom galaksijom maglicom Andromeda, što će uzrokovati kolosalan porast stvaranja zvijezda.
U ovoj pozadini buduće galaktičke evolucije, nedavno je objavljena senzacionalna vijest da je prije četiri milijarde godina, tijekom nastanka Sunčevog sustava, postojala samo desetina potencijalno nastanjivih planeta.
S obzirom da je za rađanje najjednostavnijih mikroorganizama na našem planetu bilo potrebno nekoliko stotina milijuna godina, a za nastanak razvijenih oblika života još nekoliko milijardi godina, velika je vjerojatnost da će se inteligentni izvanzemaljci pojaviti tek nakon izumiranja Sunca.
Možda tu leži odgovor na intrigantni Fermijev paradoks, koji je svojedobno formulirao izvanredni fizičar: gdje su ti vanzemaljci? Ili ima smisla tražiti odgovore na našem planetu?
Ekstremofili na Zemlji iu svemiru
Što više postajemo uvjereni u jedinstvenost našeg mjesta u Svemiru, to se češće postavlja pitanje: može li život postojati i razvijati se u svjetovima potpuno drugačijim od našeg?
Odgovor na ovo pitanje daje nam postojanje nevjerojatnih organizama na našem planetu – ekstremofila. Ime su dobili po svojoj sposobnosti preživljavanja na ekstremnim temperaturama, otrovnim okruženjima, pa čak i bezzračnom prostoru. Morski biolozi pronašli su slična stvorenja u podzemnim gejzirima - "morske pušače".
Tamo se razvijaju pod ogromnim pritiskom i nedostatkom kisika na samom rubu vrućih vulkanskih otvora. Njihove "kolege" nalaze se u slanim planinskim jezerima, vrućim pustinjama i subglacijalnim rezervoarima Antarktika. Postoje čak i "tardigradni" mikroorganizmi koji preživljavaju vakuum svemira. Ispostavilo se da čak iu radijacijskom okruženju u blizini crvenih patuljaka mogu nastati neki "ekstremni mikrobi".
Kiselo jezero smješteno u Yellowstoneu. Crveni plak - acidofilne bakterije
Tardigradi su sposobni postojati u vakuumu svemira
Akademska evolucijska biologija vjeruje da je život na Zemlji nastao iz kemijske reakcije u “toplom plitkom vodenom tijelu”, prožetom strujama ultraljubičastog zračenja i ozona iz bijesnih “oluja s munjama”. S druge strane, astrobiolozi znaju da se kemijski "građevni blokovi" života nalaze na drugim svjetovima. Primjerice, primijećeni su u maglicama plina i prašine i satelitskim sustavima naših plinovitih divova. To je, naravno, još daleko od "punog života", ali prvi korak ka njemu.
“Standardna” teorija o nastanku života na Zemlji nedavno je dobila veliki udarac od... geolozima. Ispostavilo se da su prvi organizmi mnogo stariji nego što se dosad mislilo, a nastali su u potpuno nepovoljnom okruženju atmosfere metana i uzavrele magme koja se izlijeva iz tisuća vulkana.
Zbog toga mnogi biolozi razmišljaju o staroj hipotezi o panspermiji. Prema njoj, prvi mikroorganizmi nastali su negdje drugdje, recimo na Marsu, a na Zemlju su došli u jezgri meteorita. Možda su drevne bakterije morale prijeći dužu udaljenost u jezgrama kometa koje su stigle iz drugih zvjezdanih sustava.
No, ako je tako, onda nas putevi “kozmičke evolucije” mogu odvesti do “braće po podrijetlu” koja su crpila “sjeme života” iz istog izvora kao i mi...
Otkrili smo stotine egzoplaneta u galaksiji. Ali malo njih ima pravu kombinaciju čimbenika za održavanje života poput Zemlje. Vremenska prognoza za većinu egzoplaneta je razočaravajuća. Užareno sunce, godišnje poplave i duboki snijeg znatno kompliciraju život lokalnog stanovništva (ako ih ima, naravno).
Loša vijest je da je planet Zemlja jedino nastanjivo mjesto u cijelom svemiru, koliko znamo. Kao vrstu, zainteresirani smo za nastanjivost drugih planeta iz više razloga, političkih, financijskih, humanitarnih i znanstvenih. Želimo razumjeti kako se naša klima mijenja. Kako ćemo živjeti u klimi budućnosti i što možemo učiniti da zaustavimo rastuću plimu efekta staklenika. Uostalom, još malo pa će nebeska Zemlja biti beznadno izgubljena.
Malo je vjerojatno da ćemo se ozbiljno baviti potragom za čistim izvorima energije ili nagovoriti političare da se pozabave klimatskim pitanjima nauštrb financijske dobiti. Mnogo je zanimljivije pitanje: kada ćemo vidjeti izvanzemaljce?
Naseljiva zona, također poznata kao "zona Zlatokose", područje je oko zvijezde gdje prosječna temperatura planeta omogućuje postojanje tekuće vode na koju smo toliko navikli. Tragamo za tekućom vodom ne samo za buduću upotrebu, već i kako bismo pronašli orijentir: možda negdje vani postoji drugi život. Zar nije logično?
Problemi izvan ove zone sasvim su očiti. Ako je prevruće, okolina će postati nepodnošljiva parna kupelj ili će se voda početi razlagati na kisik i vodik. Kisik će se tada spojiti s ugljikom u ugljični dioksid, a vodik će pobjeći u svemir.
To se događa s Venerom. Ako je planet prehladan, voda će formirati čvrste komade. Možda postoje džepovi tekuće vode ispod ledene kore, ali sve u svemu to nije ugodno mjesto za život. Ovo smo pronašli na Marsu i mjesecima Jupitera i Saturna. A ako se potencijalno nastanjiva zona može grubo definirati, to je mjesto gdje bi tekuća voda mogla postojati.
Nažalost, ova jednadžba ne uključuje samo udaljenost do zvijezde i količinu proizvedene energije. Atmosfera planeta igra ozbiljnu ulogu. Iznenadit ćete se, ali Venera i Mars nalaze se u potencijalno nastanjivoj zoni Sunčevog sustava.
Atmosfera Venere toliko je gusta da hvata sunčevu energiju i stvara peć nepoželjnu za život koja će otopiti bilo kakvu naznaku života brže nego što možete reći "dvije šalice čaja ovom gospodinu".
Na Marsu je sve potpuno suprotno. Tanka atmosfera uopće ne može zadržati toplinu, pa je planet vrlo hladan. Poboljšajte atmosfere oba planeta - i dobit ćete svjetove u kojima se lako može naći život. Možda bismo ih mogli spojiti i pomiješati atmosferu? Treba razmisliti.
Kada gledamo druge svjetove u Mliječnoj stazi i pokušavamo shvatiti ima li tamo života, nije dovoljno samo procijeniti njihov položaj u zoni Zlatokose. Moramo znati oblik atmosfere.
Astronomi su pronašli planete smještene u nastanjivim zonama oko drugih zvijezda, ali čini se da ti svjetovi nisu posebno dobro pozicionirani za život. Oni kruže oko zvijezda crvenih patuljaka. U principu, život u uvjetima crvenkastih odsjaja nije tako loš, ali postoji jedan problem. Crveni patuljci imaju tendenciju da se ponašaju vrlo loše dok su mladi. Oni stvaraju snažne baklje i izbacivanje koronalne mase. Ovo čisti površinu svakog planeta koji se previše približi.
Istina, ima neke nade. Nakon nekoliko milijuna godina visoke aktivnosti, ove zvijezde crveni patuljci se smiruju i počinju crpiti svoje rezerve vodika s potencijalom trilijuna godina. Ako život može preživjeti dovoljno dugo u ranim fazama postojanja zvijezde, može očekivati dug, sretan život.
Kada razmišljate o novom domu među zvijezdama ili pokušavate pronaći novi život u svemiru, potražite planete u potencijalno nastanjivoj zoni. Ali ne zaboravite da je ovo vrlo uvjetna smjernica.
Nastanjiva zona (zona Zlatokose)
Jednom davno postojao je Sunčev sustav, a onda je jednog dana - davno, prije otprilike četiri milijarde godina - shvatio da je skoro formiran. Venera se pojavila blizu samog Sunca - i bila je toliko blizu Sunca da je energija sunčevih zraka isparila sve njene zalihe vode. Ali Mars je bio daleko od Sunca - i sva njegova voda se smrznula. I pokazalo se da je samo jedan planet - Zemlja - upravo na takvoj udaljenosti od Sunca - "taman" - da je voda na njoj ostala tekuća, pa je stoga život mogao nastati na površini Zemlje. Ovaj pojas oko Sunca postao je poznat kao nastanjiva zona. Bajka o tri medvjeda priča se djeci u mnogim zemljama, au Engleskoj se njezina junakinja zove Zlatokosa. Također je voljela da sve bude "baš kako treba". U kući tri medvjeda jedna zdjela kaše bila je prevruća. Drugi je prehladan. A tek je treći bio "taman" za Zlatokosu. A u kući tri medvjeda bila su tri kreveta, i jedan je bio pretvrd, drugi premekan, a treći je bio "baš" i u njemu je Zlatokosa zaspala. Kad su se tri medvjedića vratila kući, otkrili su ne samo da nedostaje kaša iz treće zdjelice, već i Zlatokosa koja je slatko spavala u krevetu medvjedića. Ne sjećam se kako je sve završilo, ali da sam na mjestu tri medvjeda - grabežljivca svejeda na samom vrhu hranidbenog lanca - pojeo bih Zlatokosu.
Zlatokosu bi moglo zanimati relativna nastanjivost Venere, Zemlje i Marsa, ali u stvarnosti je zaplet ovih planeta mnogo složeniji od tri zdjele kaše. Prije četiri milijarde godina površine planeta još uvijek su bombardirale kometi bogati vodom i asteroidi bogati mineralima, iako mnogo rjeđe nego prije. Tijekom ove igre kozmičkog biljara neki su planeti migrirali iz svojih rodnih mjesta bliže Suncu, a neki su bačeni u orbite većeg promjera. I mnogi od desetaka formiranih planeta završili su u nestabilnim orbitama i pali u Sunce ili Jupiter. Još nekoliko planeta jednostavno je izbačeno iz Sunčevog sustava. Preostale jedinice su se na kraju okretale upravo u onim orbitama koje su se pokazale “taman” da na njima prežive milijarde godina. Zemlja se smjestila u orbitu s prosječnom udaljenošću od Sunca od približno 150 milijuna kilometara. Na toj udaljenosti Zemlja presreće vrlo skroman dio ukupne energije koju emitira Sunce – samo dvije milijarde. Ako pretpostavimo da Zemlja apsorbira svu tu energiju, tada je prosječna temperatura našeg planeta oko 280 K, odnosno 7 °C - na pola puta između zimskih i ljetnih temperatura.
Pri normalnom atmosferskom tlaku voda se smrzava na 273 K, a vrije na 373 K, pa je, na našu veliku radost, gotovo sva voda na Zemlji u tekućem stanju. Međutim, ne treba žuriti. Ponekad u znanosti dobijete prave odgovore na temelju krivih premisa. Zapravo, Zemlja apsorbira samo dvije trećine sunčeve energije koja dopire do nje. Ostatak se reflektira natrag u svemir od Zemljine površine (osobito oceana) i naoblake. Ako formuli dodamo koeficijent refleksije, tada prosječna temperatura Zemlje pada na 255 K, što je puno niže od ledišta vode. Ovih dana mora postojati neki drugi mehanizam na djelu koji održava prosječnu temperaturu na ugodnijoj razini. Opet, uzmite si vremena. Sve teorije o evoluciji zvijezda govore da je prije četiri milijarde godina, kada je život nastajao iz poslovične praiskonske juhe na Zemlji, Sunce bilo za trećinu slabije nego danas, što znači da je prosječna temperatura Zemlje bila ispod nule. Možda je Zemlja u dalekoj prošlosti jednostavno bila bliže Suncu? Međutim, nakon razdoblja intenzivnog bombardiranja koje je davno završilo, ne znamo ni za kakav mehanizam koji bi pomaknuo stabilne orbite unutar Sunčevog sustava. Možda je efekt staklenika bio jači u prošlosti? Ne znamo sigurno. Ali znamo da nastanjive zone u izvornom smislu ovih riječi imaju samo daleku vezu s tim može li život postojati na planetima koji se nalaze unutar granica tih zona.
Poznata Drakeova jednadžba, na koju se uvijek poziva u potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom, omogućuje nam da damo grubu procjenu koliko se civilizacija, u načelu, može naći u galaksiji Mliječni put. Jednadžbu je 60-ih godina 20. stoljeća izveo američki astronom Frank Drake, au to vrijeme pojam nastanjive zone bio je ograničen na ideju da bi planeti trebali biti na udaljenosti od svoje zvijezde koja je "taman" za postojanje života. Značenje jedne verzije Drakeove jednadžbe je otprilike ovo: počnimo s brojem zvijezda u galaksiji (stotine milijardi). Pomnožimo ovaj ogromni broj s udjelom zvijezda koje imaju planete. Dobiveni broj pomnožimo s udjelom planeta koji se nalaze u nastanjivoj zoni. Sada pomnožimo rezultat s udjelom planeta na kojima se razvio život. Pomnožimo rezultat s udjelom planeta na kojima se razvio inteligentan život. Pomnožimo rezultat s udjelom planeta na kojima je tehnološki napredak dosegao takav stupanj da se može uspostaviti međuzvjezdana komunikacija.
Ako sada uzmemo u obzir brzinu formiranja zvijezda i očekivani životni vijek tehnološki napredne civilizacije, dobivamo broj naprednih civilizacija koje vjerojatno čekaju naš telefonski poziv ove minute. Male, hladne zvijezde slabog sjaja žive stotine milijardi, možda čak trilijuna godina, što znači da njihovi planeti imaju dovoljno vremena da uzgoje dvije ili tri vrste živih organizama, ali su njihove nastanjive zone preblizu zvijezde. Planet koji je nastao u ovoj zoni brzo pada u tzv. plimni zahvat zvijezde i uvijek se okreće jednom stranom okrenutom prema njoj, što uzrokuje jaku neravnotežu u zagrijavanju planeta - sva voda na "prednjoj" strani planet će ispariti, a sva voda na “leđima” će se smrznuti. Da Zlatokosa živi na takvom planetu, otkrili bismo da jede svoju kašu, vrteći se oko svoje osi poput pileta na žaru - na samoj granici između vječnog sunca i vječne tame. Nastanjive zone oko dugovječnih zvijezda imaju još jedan nedostatak - vrlo su uske, tako da planet ima vrlo male šanse da slučajno završi u orbiti s radijusom koji je "baš pravi".
Ali okolo vruće, veliko, sjajne zvijezde raširile su se ogromne naseljive zone. Međutim, te su zvijezde, nažalost, rijetke i žive tek nekoliko milijuna godina prije nego što eksplodiraju, pa se njihovi planeti teško mogu smatrati kandidatima u potrazi za životom kakvog poznajemo, osim ako ne prođu neku vrlo brzu evoluciju. I malo je vjerojatno da će životinje sposobne izmisliti diferencijalni račun biti prve koje će izaći iz iskonske sluzi. Drakeova jednadžba može se smatrati Zlatokosinom matematikom, metodom za procjenu koliki su izgledi da je negdje u galaksiji sve ispalo kako treba. Međutim, Drakeova jednadžba u izvornom obliku ne uključuje, primjerice, Mars, koji se nalazi daleko izvan nastanjive zone Sunca. U međuvremenu, Mars je pun vijugavih, suhih rijeka s deltama i poplavnim ravnicama, a to nepobitno dokazuje da je u jednom trenutku u prošlosti na Marsu bilo dosta tekuće vode.
Ali što je s Venerom, "sestrom" Zemlje? Pada točno unutar nastanjive zone Sunca. Najviše ih ima ovaj planet potpuno prekriven debelim slojem oblaka visok koeficijent refleksije u cijelom Sunčevom sustavu. Ne postoje očiti razlozi zašto bi Venera mogla biti loša i neugodna. Međutim, pokazuje monstruozan efekt staklenika. Venerina gusta atmosfera uglavnom se sastoji od ugljičnog dioksida i apsorbira gotovo 100% malo zračenja koje dopire do njezine površine. Temperatura na Veneri iznosi 750 K, što je rekord u cijelom Sunčevom sustavu, iako je udaljenost od Sunca do Venere gotovo dvostruko veća od Merkura.
Budući da je Zemlja podržavala život tijekom cijele svoje evolucije - milijarde godina turbulentnih promjena - to znači da sam život vjerojatno pruža neku vrstu povratnog mehanizma koji održava tekuću vodu na planetu. Ovu ideju razvili su biolozi James Lovelock i Lynn Margulis 70-ih godina prošlog stoljeća, a zove se Gaia hipoteza. Ova prilično popularna, ali kontroverzna hipoteza sugerira da skup biološke vrste na Zemlji u svakom trenutku djeluje kao kolektivni organizam koji kontinuirano, iako nenamjerno, prilagođava sastav atmosfere i klime Zemlje na način da doprinose prisutnosti i razvoju života – tj. tekuće vode na površini. Mislim da je ovo vrlo zanimljivo i vrijedno proučavanja. Hipoteza o Geji je omiljena hipoteza New Age filozofija. Ali spreman sam se kladiti da su neki davno mrtvi Marsovci i Venerijanci vjerojatno također zagovarali ovu ideju prije milijardu godina...
Ako proširimo koncept nastanjive zone, ispada da joj je samo potreban bilo kakav izvor energije da otopi led. Jedan od Jupiterovih mjeseca, ledena Europa, zagrijavaju plimne sile Jupiterova gravitacijskog polja. Poput reketa koji se zagrijava od čestih udaraca, Europa se zagrijava od dinamičkih opterećenja koja nastaju jer Jupiter vuče jednu stranu više nego drugu. Kakav je rezultat? Trenutačni podaci promatranja i teoretski izračuni pokazuju da ispod kilometarske kore leda na Europi leži ocean tekuće vode ili, moguće, bljuzgavog snijega. S obzirom na obilje života u oceanskim dubinama na Zemlji, Europa je najprimamljiviji kandidat za život u Sunčevom sustavu izvan Zemlje. Još jedno nedavno otkriće u našem razumijevanju onoga što je nastanjiva zona su živi organizmi koji su nedavno nazvani "ekstremofili": organizmi koji ne samo da preživljavaju, nego čak i napreduju na ekstremnoj hladnoći ili ekstremnoj vrućini. Da među ekstremofilima ima biologa, vjerojatno bi mislili da su normalni, a ekstremofili su svi oni koji dobro žive na sobnoj temperaturi. Među ekstremofilima su toploljubivi termofili, koji obično žive u blizini podvodnih planinskih grebena usred oceana, gdje voda, zagrijana pod ogromnim pritiskom na temperaturu mnogo višu od normalne točke vrenja, prska ispod zemljine kore u hladna debljina oceana. Tamo su uvjeti slični onima u kuhinjskom ekspres loncu: posebno izdržljiva posuda za umake s hermetičkim poklopcem omogućuje zagrijavanje vode pod tlakom na temperaturu iznad vrenja, a pritom izbjegava ključanje kao takvo.
Na hladnom dnu oceana, minerali izviru iz toplih izvora, stvarajući divovske porozne cijevi visoke deset katova - vruće u sredini, nešto hladnije na rubovima, gdje izravno dodiruju oceansku vodu. Na svim tim temperaturama dimnjake nastanjuju bezbrojne vrste živih bića koja nikada nisu vidjela Sunce i kojima je svejedno postoji li ono ili ne. Ovi tvrdi orasi pokreću se geotermalnom energijom, koja se sastoji od onoga što je preostalo od nastanka Zemlje i topline koja neprestano prodire u Zemljina kora zbog radioaktivnog raspada prirodnih, ali nestabilnih izotopa odavno poznatih kemijski elementi- među njima, na primjer, aluminij-26, koji traje milijunima godina, i kalij-40, koji traje milijardama. Oceansko dno vjerojatno je jedan od najstabilnijih ekosustava na Zemlji. Što bi se dogodilo da se divovski asteroid sudari sa Zemljom i sav život na njezinoj površini nestane? Oceanski termofili živjet će i živjeti kao da se ništa nije dogodilo. Možda se nakon svakog vala izumiranja čak i razviju i ponovno nasele kopno. Što će se dogoditi ako Sunce iz misterioznih razloga nestane iz središta Sunčevog sustava, a Zemlja ispadne iz orbite i odluta u svemiru? Ovaj događaj neće dospjeti ni u novine Termofila. Međutim, proći će pet milijardi godina, a Sunce će se pretvoriti u crvenog diva, proširiti se i apsorbirati cijeli unutarnji Sunčev sustav. Zemljini će oceani prokuhati, a sama Zemlja će ispariti. Sad će ovo biti senzacija.
Ako su termofili posvuda na Zemlji, postavlja se ozbiljno pitanje: što ako je život nastao duboko u dubinama zalutalih planeta koji su izbačeni iz Sunčevog sustava tijekom njegovog formiranja? Njihovi "geo" termalni rezervoari trajali bi milijardama godina. A što reći o bezbrojnim planetima koji su nasilno protjerani iz svih ostalih solarnih sustava koji su se uspjeli formirati u našem Svemiru? Može li biti da međuzvjezdani prostor vrvi životom koji je nastao i razvio se u dubinama beskućnih planeta? Naseljiva zona nije uredno ocrtano područje oko zvijezde koje prima idealnu, "taman pravu" količinu sunčeve svjetlosti - zapravo, ona je posvuda. Dakle, kuća tri medvjeda možda i ne zauzima nikakvo posebno mjesto na svijetu bajke. Zdjelica kaše čija je temperatura bila “taman” mogla se naći u svakom domu, pa i u kućama triju praščića. Otkrili smo da bi odgovarajući faktor Drakeove jednadžbe – isti onaj koji je odgovoran za postojanje planeta unutar nastanjive zone – mogao porasti na gotovo 100%.
Dakle, naša bajka ima vrlo obećavajući kraj. Život nije nužno rijedak i jedinstven fenomen; možda je uobičajen kao i sami planeti. A termofilne bakterije živjele su sretno do kraja života - oko pet milijardi godina.
Voda, voda, voda svuda okolo
Sudeći prema izgledu nekih od najsušnijih i najnegostoljubivijih mjesta u našem solarnom sustavu, mogli biste pomisliti da je voda, koje na Zemlji ima u izobilju, rijedak luksuz u ostatku galaksije. Međutim, od svih troatomnih molekula, voda je najzastupljenija, i to sa velikom razlikom. A na popisu najčešćih elemenata u svemiru komponente vode - vodik i kisik - zauzimaju prvo i treće mjesto. Dakle, nema potrebe pitati odakle voda na ovom ili onom mjestu - bolje je pitati zašto je nema svugdje. Počnimo sa Sunčevim sustavom. Ako tražite mjesto bez vode i bez zraka, ne morate ići daleko: na raspolaganju vam je Mjesec. S niskim atmosferskim tlakom na Mjesecu - gotovo je nula - i dvotjednim danima kada je temperatura blizu 100 °C, voda brzo isparava. Tijekom dvotjedne noći temperatura pada do -155°C: u tim uvjetima gotovo sve će se smrznuti.
Astronauti Apolla ponijeli su sa sobom na Mjesec sav zrak, svu vodu i sve klimatizacijske sustave koji su im bili potrebni za put tamo i natrag. No, u dalekoj budućnosti ekspedicije vjerojatno više neće morati nositi vodu i razne proizvode od nje. Podaci svemirske sonde Clementine omogućuju nam da jednom zauvijek prekinemo dugogodišnju raspravu o tome postoje li duboki krateri na dnu Sjeverne i južni pol Mjesecom zaleđena jezera. Ako uzmemo u obzir prosječan broj sudara Mjeseca s međuplanetarnim krhotinama godišnje, moramo pretpostaviti da među krhotinama koje padaju na površinu moraju biti prilično veliki ledeni kometi. Što znači "dovoljno velik"? U Sunčevom sustavu ima dovoljno kometa koji bi, da se otope, ostavili lokvu veličine jezera Erie.
Naravno, ne možete očekivati da će potpuno novo jezero preživjeti mnoge vruće lunarne dane s temperaturama blizu 100°C, ali svaki komet koji udari u mjesečevu površinu i ispari izbaci neke od svojih molekula vode na dno dubokih kratera u blizini motke. Te se molekule apsorbiraju u lunarno tlo, gdje ostaju zauvijek, budući da su takva mjesta jedina mjesta na Mjesecu gdje doslovno "Sunce ne sija". (Ako ste bili uvjereni da je jedna strana Mjeseca uvijek tamna, onda su vas zaveli različiti autoritativni izvori, koji su nedvojbeno uključivali album Pink Floyda iz 1973. The Dark Side of the Moon. ) Kao sunce gladni stanovnici Arktika i Antarktik zna, na ovim mjestima Sunce nikada ne izlazi visoko iznad horizonta - ni tijekom dana ni tijekom cijele godine. Sada zamislite da živite na dnu kratera, čiji je rub viši od točke na nebu dokle Sunce izlazi. U takvom krateru, pa čak i na Mjesecu, gdje nema zraka i ničega što bi raspršilo svjetlost da dospije u sjenovite kutke, morat ćete živjeti u vječnoj tami.
Hladnjak vam je također hladan i taman, ali led u njemu ipak s vremenom ispari (ako ne vjerujete, pogledajte kako izgledaju kockice leda kad se vratite s dugog izbivanja), međutim, na dnu ovih kratera toliko je hladno da isparavanje, u biti, prestaje (barem u okviru našeg razgovora možemo pretpostaviti da ga nema). Nema sumnje da će, ako ikada izgradimo koloniju na Mjesecu, ona morati biti smještena u blizini takvih kratera. Osim očitih prednosti – kolonisti će imati puno leda, nešto za topiti, čistiti i piti – vodik se također može izdvojiti iz molekula vode odvajanjem od kisika. Vodik i dio kisika otići će u raketno gorivo, a kolonisti će udisati ostatak kisika. A u slobodno vrijeme od svemirskih ekspedicija možete ići na klizanje na zaleđenom jezeru napravljenom od izvađene vode.
Dakle, podaci o drevnim kraterima govore nam da su kometi pali na Mjesec, što znači da se ista stvar dogodila i Zemlji. Ako uzmete u obzir da je Zemlja veća i njena gravitacija jača, možete čak zaključiti da su kometi mnogo češće padali na Zemlju. To je istina – od samog rođenja Zemlje do danas. Štoviše, Zemlja nije izašla iz vakuuma svemira u obliku gotove sferne kome. Izrastao je iz kondenziranog protosolarnog plina, od kojeg je nastalo samo Sunce i svi drugi planeti. Zemlja je nastavila rasti kako su se na nju lijepile sitne čvrste čestice, a potom i stalnim bombardiranjem asteroida koji su bili bogati mineralima i kometa koji su bili bogati vodom. U kojem smislu je konstanta? Sumnja se da je učestalost padanja kometa na Zemlju u ranim fazama njezina postojanja bila dovoljna da opskrbi vodom sve njezine oceane. Međutim, još uvijek ima nekih pitanja (i prostora za raspravu). Voda iz kometa koje sada proučavamo, u usporedbi s vodom iz oceana, ima mnogo deuterija - vrste vodika koji ima dodatni neutron u svojoj jezgri. Ako su oceane ispunjavali kometi, onda su kometi koji su pali na Zemlju na početku Sunčevog sustava imali nešto drugačiji kemijski sastav.
Jeste li mislili da možete sigurno izaći van? Pa, ne: nedavna istraživanja sadržaja vode u gornjim slojevima Zemljine atmosfere pokazala su da komadi leda veličine kuće redovito padaju na Zemlju. Ove međuplanetarne grudve snijega brzo ispare nakon kontakta sa zrakom, ali uspijevaju pridonijeti proračunu vode na Zemlji. Ako je učestalost padanja bila konstantna kroz Zemljinu povijest od 4,6 milijardi godina, onda su te grudve snijega također mogle pridonijeti Zemljinim oceanima. Dodajmo tome i vodenu paru koja, kao što znamo, ulazi u atmosferu tijekom vulkanskih erupcija, ispada da je Zemlja na različite načine dobivala zalihe vode na površini. Naši veličanstveni oceani sada prekrivaju dvije trećine Zemljine površine, ali čine samo pettisućiti dio Zemljine mase. Čini se da je to vrlo mali udio, ali ipak iznosi čak jedan i pol kvintilijun tona, od čega je 2% u bilo kojem trenutku u obliku leda. Ako Zemlja ikada doživi snažan efekt staklenika poput Venere, naša će atmosfera apsorbirati višak sunčeve energije, temperature zraka će porasti, a oceani će prokuhati i brzo ispariti u atmosferu. Ovo će biti loše. Ne samo da će flora i fauna Zemlje izumrijeti - to je očito - jedan od uvjerljivih (doslovno) razloga za univerzalno uništenje bit će to što će atmosfera, zasićena vodenom parom, postati tri stotine puta masivnija. Svi ćemo biti spljošteni.
Venera se razlikuje od ostalih planeta u Sunčevom sustavu na mnoge načine, uključujući svoju gustu, gustu, tešku atmosferu ugljičnog dioksida, čiji je tlak sto puta veći od Zemljine atmosfere. I tu bismo bili sravnjeni. Međutim, u mojoj ljestvici najčudesnijih karakteristika Venere, prvo mjesto zauzima prisutnost kratera, koji su svi formirani relativno nedavno i ravnomjerno su raspoređeni po cijeloj površini. Ova naizgled bezazlena karakteristika sugerira jednu katastrofu na planetarnoj razini koja je poništila sat kratera i izbrisala sve dokaze prošlih udara. To je moguće, primjerice, kod erozivnog klimatskog fenomena poput globalne poplave. I također - velika geološka (ne venerološka) aktivnost, recimo, tokovi lave koji su cijelu površinu Venere pretvorili u san američkog vozača - potpuno popločan planet. Što god poništilo sat, dogodilo se naglo i trenutno. Međutim, ovdje nije sve jasno. Ako je stvarno bio globalni potop na Veneri, gdje je sada otišla sva voda? Otišao ispod površine? Ispario u atmosferu? Ili Veneru uopće nije preplavila voda, nego neka druga tvar?
Naša znatiželja i neznanje nisu ograničeni samo na Veneru - oni se protežu i na druge planete. Mars je nekoć bio prava močvara - s vijugavim rijekama, poplavnim ravnicama, deltama, mrežom malih potoka i ogromnim kanjonima koje je izdubila tekuća voda. Već imamo dovoljno dokaza da ako su igdje u Sunčevom sustavu postojali izdašni izvori vode, to je bilo na Marsu. Međutim, danas je površina Marsa potpuno suha, a nije jasno zašto. Gledajući Mars i Veneru - brata i sestru našeg planeta - također gledam Zemlju na novi način i razmišljam o tome koliko nepouzdani mogu biti naši izvori vode na Zemljinoj površini. Kao što već znamo, mašta Percivala Lowella navela je Percivala Lowella da sugerira da su kolonije inventivnih Marsovaca izgradile genijalnu mrežu kanala na Marsu za dopremu vode s polarnih ledenjaka do naseljenijih srednjih geografskih širina. Kako bi objasnio što je vidio (ili mislio da je vidio), Lowell je izmislio umiruću civilizaciju koja je nekako izgubila vodu. U svojoj detaljnoj, ali zapanjujuće manjkavoj raspravi, Mars kao prebivalište života (1909.), Lowell žali zbog neizbježnog pada marsovske civilizacije iz svoje mašte:
Isušivanje planeta nastavit će se, nedvojbeno, sve dok njegova površina ne izgubi sposobnost održavanja cjelokupnog života. Vrijeme će to sigurno otpuhati poput prašine. Međutim, kada se ugasi njegova posljednja iskra, mrtvi planet će projuriti svemirom poput duha, a njegova evolucijska karijera završit će zauvijek.
(Lowell, 1908., str. 216)
Lowell je jednu stvar dobro shvatio. Ako je jednom postojala civilizacija (ili bilo koji živi organizam) na površini Marsa kojoj je bila potrebna voda, tada je u nekoj nepoznatoj fazi povijesti Marsa i iz nekog nepoznatog razloga sva voda na površini zapravo presušila, što je dovelo upravo do takvog završava kako Lowell opisuje. Možda je nestala marsovska voda jednostavno otišla pod zemlju i zarobila je permafrost. Kako se to može dokazati? U velikim kraterima na površini Marsa, pruge osušenog blata koje se prelijevaju češće su nego u malim. Pod pretpostavkom da permafrost leži prilično duboko, doći do njega zahtijevao bi silovit udar. Oslobađanje energije iz takvog sudara otopilo bi led ispod površine nakon kontakta, uzrokujući prskanje prljavštine. Krateri s ovim značajkama češći su u hladnim subpolarnim geografskim širinama, upravo tamo gdje biste očekivali da sloj permafrosta leži bliže površini. Prema nekim procjenama, kada bi sva voda za koju sumnjamo da je skrivena u permafrostu na Marsu i, kao što pouzdano znamo, bila zatvorena u ledenjacima na polovima, otopljena i ravnomjerno raspoređena po površini, Mars bi se pretvorio u kontinuirani ocean dubok desetke metara. Potraga za životom na Marsu, kako modernim tako i fosilnim, trebala bi uključivati traženje raznih mjesta, posebno ispod površine Marsa.
Kad su astrofizičari počeli razmišljati o tome gdje bi se voda u tekućem stanju, a time i život, mogli naći, isprva su bili skloni razmatranju planeta koji kruže na određenoj udaljenosti od svoje zvijezde - na takvoj udaljenosti da bi voda ostala na njihovoj površinskoj tekućini, ni predaleko ni preblizu. Ova se zona obično naziva naseljivom zonom ili zonom Zlatokose (vidi prethodno poglavlje), a to je za početak bila razumna procjena. No, nije uzela u obzir mogućnost nastanka života na mjestima gdje su postojali drugi izvori energije, zahvaljujući kojima je voda, tamo gdje se trebala pretvoriti u led, ostala u tekućem stanju. To bi moglo izazvati blagi efekt staklenika. Kao i unutarnji izvor energije, kao što je zaostala toplina od formiranja planeta ili radioaktivnog raspada nestabilnih teških elemenata, od kojih svaki doprinosi unutarnjem zagrijavanju Zemlje i, prema tome, njezinoj geološkoj aktivnosti. Osim toga, planetarne plime također služe kao izvor energije - to je više opći koncept nego samo ples uzburkanog oceana s mjesecom. Kao što smo već vidjeli, Io, Jupiterov mjesec, podvrgnut je stalnom stresu zbog promjenjivih plimnih sila, budući da njegova orbita nije potpuno kružna i Io se približava i udaljava od Jupitera. Io se nalazi na tolikoj udaljenosti od Sunca da bi se pod drugim uvjetima trebao zauvijek zamrznuti, no zbog stalnih promjena plime i oseke zaslužio je titulu nebeskog tijela s najburnijim geološkim aktivnostima u cijelom Sunčevom sustavu - ima sve : vulkani koji izbacuju lavu, i vatreni ponori, i tektonski pomaci. Ponekad se moderni Io uspoređuje s mladom Zemljom, kada se naš planet još nije ohladio nakon rođenja.
Ništa manje zanimljiva nije ni Europa, još jedan Jupiterov satelit, koji također crpi toplinu iz plimnih sila. Znanstvenici već dugo sumnjaju, a nedavno su i potvrdili (na temelju slika svemirske sonde Galileo), da je Europa prekrivena debelim, migrirajućim pločama leda, ispod kojih se nalazi ocean bljuzgavice ili tekuće vode. Cijeli ocean vode! Zamislite samo kakav je tamo ribolov na ledu. I zapravo, inženjeri i znanstvenici iz Laboratorija za mlazni pogon već razmišljaju o slanju svemirske sonde u Europu, koja će sletjeti na led, pronaći rupu u njemu (ili ga sama izrezati ili potopiti), spustiti video dubokog mora kamerom u njega, a mi. Pogledajmo što je tamo i kako. Budući da je život na Zemlji najvjerojatnije nastao u oceanu, postojanje života u oceanima Europe nipošto nije prazna fantazija; može se i dogoditi. Po mom mišljenju, najnevjerojatnija kvaliteta vode nije zaslužena oznaka "univerzalnog otapala" o kojoj smo svi učili na satovima kemije u školi, niti neobično širok raspon temperatura na kojima voda ostaje tekuća. Najnevjerojatnija stvar kod vode je da dok gotovo sve tvari, uključujući i samu vodu, postaju gušće kada se ohlade, voda, kada se ohladi ispod 4°C, postaje sve manje i manje gusta. Kad se smrzne na nula stupnjeva, postaje manje gusto nego u tekućem stanju na bilo kojoj temperaturi, i to je neugodno za vodovodne cijevi, ali vrlo dobro za ribe. Zimi, kada temperatura zraka padne ispod nule, voda temperature 4 stupnja tone na dno i tamo ostaje, a plutajući sloj leda vrlo polako raste na površini i izolira topliju vodu od hladnog zraka.
Da se ova inverzija gustoće ne dogodi s vodom na temperaturama ispod 4 stupnja, tada bi se na temperaturi zraka ispod točke smrzavanja vanjska površina rezervoara ohladila i potonula na dno, a toplija voda bi se podigla na vrh. Takva bi prisilna konvekcija brzo ohladila cijelu masu vode do nule, nakon čega bi se površina počela smrzavati. Gušći led bi potonuo - i cijela debljina vode bi se smrznula od dna do površine. U svijet ovakav ne bi bilo ribolova na ledu jer bi sve ribe bile smrznute — žive smrznute. A ljubitelji ribolova na ledu sjedili bi ili pod slojem još nesmrznute vode ili na bloku potpuno zamrznutog rezervoara. Ledolomci ne bi bili potrebni za putovanje preko zaleđenog Arktika: Arktički ocean bi se ili zaledio do dna ili bi ostao otvoren za normalnu plovidbu jer bi sloj leda ležao ispod. I mogao bi hodati po ledu koliko hoćeš i ne bojati se propasti. U takvim paralelni svijet potonule bi sante leda i sante leda, a Titanic bi 1912. mirno otplovio prema svom odredištu - New Yorku.
Postojanje vode u galaksiji nije ograničeno na planete i njihove satelite. Molekule vode, kao i nekoliko drugih poznatih kućanstava kemijske tvari, kao što su amonijak, metan i etilni alkohol, povremeno se otkrivaju u međuzvjezdanim oblacima plina. Pod određenim uvjetima - niske temperature i visoke gustoće - skupina molekula vode može ponovno zračiti energiju obližnje zvijezde u svemir u obliku pojačanog usmjerenog mikrovalnog zračenja visokog intenziteta. Fizika ovog fenomena vrlo je slična svemu što se događa s vidljivom svjetlošću u laseru. Ali u ovom slučaju, bolje je govoriti ne o laseru, već o maseru - tako se skraćuje izraz "Mikrovalno pojačanje stimuliranom emisijom zračenja". Voda, dakle, nije samo posvuda u galaksiji - ponekad također zrači prema vama iz dubina svemira.
Znamo da je voda neophodna za život na Zemlji, ali možemo samo pretpostaviti da je ona nužan uvjet za nastanak života u bilo kojem kutku galaksije. Međutim, kemijski nepismeni ljudi često vjeruju da je voda smrtonosna tvar s kojom je bolje ne dolaziti u dodir. Godine 1997. Nathan Zoner, četrnaestogodišnji učenik Srednja škola u Eagle Rocku, Idaho, proveo je objektivno istraživanje antitehnoloških predrasuda i povezane "kemofobije" koje je steklo zasluženu slavu. Nathan je pozvao prolaznike na ulici da potpišu peticiju kojom traže strogu kontrolu ili zabranu korištenja dihidrogen monoksida. Mladi eksperimentator dao je popis strašnih svojstava ove tvari, bez okusa i mirisa:
Dihidrogen monoksid je glavni sastojak kiselih kiša;
Prije ili kasnije ova tvar otapa sve s čime dođe u dodir;
Ako se slučajno udahne, može biti kobno;
U plinovitom stanju ostavlja teške opekline;
Pronađen je u tumorima pacijenata s rakom u terminalnoj fazi.
Četrdeset troje od pedeset ljudi kojima se Zohner obratio potpisalo je peticiju, šest ih je bilo neodlučnih, a jedan je bio gorljivi zagovornik dihidrogen monoksida i odbio je potpisati.
Živi prostor
Ako osobu pitate odakle je, odgovor će obično biti ime grada u kojem je rođena, ili nekog mjesta na zemljinoj površini gdje je provela djetinjstvo. I ovo je apsolutno točno. Međutim
Astrokemijski točan odgovor bio bi: "Dolazim od krhotina eksplozija mnogih masivnih zvijezda koje su umrle prije više od pet milijardi godina." Svemir je glavna kemijska tvornica. Pokrenuo ju je Veliki prasak, koji je svemir opskrbio vodikom, helijem i kapljicom litija - tri najveća svjetlosni elementi. Preostala devedeset i dva prirodna elementa stvorila su zvijezde, uključujući svaki pojedini ugljik, kalcij i fosfor u svakom pojedinom živom organizmu na Zemlji, ljudima i ostalima. Kome bi trebao sav ovaj bogati asortiman sirovina da je ostao zaključan u zvijezdama? Ali kada zvijezde umru, vraćaju se svemiru lavlji udio njihove mase i zapaprite obližnje plinske oblake cijelim nizom atoma, koji potom obogaćuju sljedeću generaciju zvijezda.
Ako se pojave pravi uvjeti - prava temperatura i pravi tlak - mnogi se atomi spoje i nastaju jednostavne molekule. Nakon čega mnoge molekule postaju veće i složenije, a mehanizmi za to su zamršeni i inventivni. U konačnici, složene molekule se samoorganiziraju u žive organizme ove ili one vrste, a to se vjerojatno događa u milijardama kutaka Svemira. U barem jednom od njih molekule su postale toliko složene da su razvile inteligenciju, a potom i sposobnost da formuliraju i međusobno komuniciraju ideje navedene u ikonama na ovoj stranici.
Da, da, ne samo ljudi, nego ni svi drugi živi organizmi u svemiru, kao ni planeti i mjeseci na kojima žive, ne bi postojali da nema ostataka istrošenih zvijezda. Općenito, sastavljen si od smeća. Morat ćeš se pomiriti s ovim. Bolje je biti sretan. Uostalom, što može biti plemenitije od ideje da Svemir živi u svima nama? Ne trebaju ti rijetki sastojci da skuhaš život. Prisjetimo se koji elementi zauzimaju prvih pet mjesta po zastupljenosti u svemiru: vodik, helij, kisik, ugljik i dušik. S izuzetkom kemijski inertnog helija, koji ne voli stvarati molekule ni s kim, dobivamo četiri glavne komponente života na Zemlji. Oni čekaju svoje vrijeme u masivnim oblacima koji obavijaju zvijezde u galaksiji i počinju stvarati molekule čim temperatura padne ispod nekoliko tisuća stupnjeva Kelvina. Odjednom se formiraju molekule od dva atoma: to je ugljični monoksid i molekula vodika (dva srodni prijatelj s prijateljem atoma vodika). Još malo snizite temperaturu i dobit ćete stabilne molekule od tri ili četiri atoma poput vode (H2O), ugljičnog dioksida (CO2) i amonijaka (NH3) - jednostavne, ali kvalitetne proizvode biološke kuhinje. Ako temperatura još malo padne, pojavit će se cijeli niz molekula od pet i šest atoma. A budući da je ugljik ne samo široko rasprostranjen, već i vrlo aktivan s kemijskog gledišta, uključen je u većinu molekula - zapravo, tri četvrtine svih "tipova" molekula promatranih u međuzvjezdanom mediju sadrže barem jedan atom ugljika . Obećavajuće. Međutim, svemir je prilično opasno mjesto za molekule. Ako ih ne uništi energija eksplozije supernove, onda ultraljubičasto zračenje obližnjih ultrasjajnih zvijezda dovršava stvar.
Kako više molekula a tim gore može izdržati napade. Ako molekule imaju sreće i žive u relativno tihim ili zaštićenim područjima, mogu preživjeti i postati dio zrna kozmičke prašine, te na kraju u asteroide, komete, planete i ljude. Ali čak i ako zvjezdani napad ne ostavi nijednu od originalnih molekula na životu, i dalje će biti dovoljno atoma i vremena za stvaranje složenih molekula - ne samo tijekom formiranja određenog planeta, već i na površini planeta i ispod nje. . Među najčešćim složene molekule adenin je posebno istaknut (ovo je nukleotid ili "baza", komponenta DNA), glicin (prekursor proteina) i glikoaldehid (ugljikovodik). Svi ovi i slični sastojci neophodni su za nastanak života u nama poznatom obliku i nedvojbeno ih nema samo na Zemlji.
No, sva ta bakanalija organskih molekula još nije život, kao što brašno, voda, kvasac i sol još nisu kruh. Iako sam prijelaz iz sirovog materijala u živo biće ostaje misterij, očito je da je za to potrebno nekoliko uvjeta. Okolina bi trebala poticati molekule na međusobno eksperimentiranje i istovremeno štititi od nepotrebnih ozljeda. Tekućine su posebno dobre za to, jer omogućuju i blizak kontakt i veću mobilnost. Što okoliš pruža više mogućnosti za kemijske reakcije, to su inventivniji pokusi njegovih stanovnika. Važno je uzeti u obzir još jedan čimbenik, na koji ukazuju zakoni fizike: kemijske reakcije zahtijevaju neprekinuti izvor energije.
Kada uzmemo u obzir širok raspon temperatura, pritisaka, kiselosti i zračenja na kojima život na Zemlji može cvjetati, i prisjetimo se da ono što je jednom mikrobu ugodan kutak, drugome je soba za mučenje, postaje jasno zašto znanstvenici više nemaju pravo predlagati dodatni život uvjetima na drugim mjestima. Izvrsna ilustracija ograničenja takvih zaključaka data je u šarmantnoj knjizi “Cosmotheoros” nizozemskog astronoma iz 17. stoljeća Christiaana Huygensa: autor je uvjeren da bi se konoplja trebala uzgajati na drugim planetima - inače, od čega bi se pravili brodski konopi upravljati brodovima i ploviti morima? Prošlo je tri stotine godina, a mi smo zadovoljni sa samo nekoliko molekula. Ako ih dobro promiješate i stavite na toplo mjesto, možete očekivati da ćemo za samo nekoliko stotina milijuna godina imati napredne kolonije mikroorganizama. Život na zemlji je neobično plodan, u to nema sumnje. Što je s ostatkom Svemira? Ako negdje drugdje postoji nebesko tijelo koje je barem donekle slično našem planetu, možda je ono izvodilo slične eksperimente sa sličnim kemijskim reagensima i ti su eksperimenti bili vođeni istim fizikalnim zakonima koji su isti u cijelom Svemiru.
Uzmimo, na primjer, ugljik. On zna najviše stvarati različite veze kako sa samim sobom tako i s drugim elementima i stoga je uključen u nevjerojatan broj kemijskih spojeva - u tome mu nema premca u cijelom periodnom sustavu. Ugljik stvara više molekula nego svi ostali elementi zajedno (10 milijuna - što kažete na to?). Tipično, da bi se stvorila molekula, atomi se dijele na jedan ili više atoma vanjski elektroni, hvataju se poput bregastih spojeva između teretnih vagona. Svaki atom ugljika sposoban je stvoriti takve veze s jednim, dva, tri ili četiri druga atoma - ali atom vodika, recimo, samo s jednim, kisika - s jednim ili dva, dušika - s tri.
Kada se ugljik kombinira sam sa sobom, stvara mnoge molekule iz svih vrsta kombinacija dugih lanaca, zatvorenih prstenova ili razgranatih struktura. Ove složene organske molekule sposobne su za podvige o kojima male molekule mogu samo sanjati. Na primjer, sposobni su obavljati jednu zadaću na jednom kraju, a drugu na drugom, uvijati se, savijati, ispreplitati s drugim molekulama, stvarati tvari sa sve više i više novih svojstava i kvaliteta – za njih nema prepreka. Možda je najupečatljivija molekula na bazi ugljika DNK, dvostruka spirala u kojoj je šifriran individualni izgled svakog živog organizma. Što je s vodom? Kad je riječ o osiguravanju života, voda ima vrlo korisnu kvalitetu - ostaje tekuća u vrlo širokom, prema većini biologa, temperaturnom rasponu. Nažalost, većina biologa razmatra samo Zemlju, gdje voda ostaje tekuća unutar 100 stupnjeva Celzijusa. U međuvremenu, na nekim mjestima na Marsu atmosferski tlak je toliko nizak da voda uopće nije tekuća - čim si natočite čašu H2O, sva voda će prokuhati i smrznuti se! Međutim, koliko god žalosno bilo trenutno stanje atmosfere Marsa, ono je u prošlosti dopuštalo postojanje ogromnih rezervi tekuće vode. Ako je život nekad postojao na površini crvenog planeta, bilo je to samo u to vrijeme.
Što se tiče Zemlje, voda na njenoj površini je vrlo dobra, ponekad čak i predobra, pa čak i smrtonosna. Odakle je došla? Kao što smo već vidjeli, logično je pretpostaviti da su ga ovamo djelomično donijeli kometi: za njih se može reći da su zasićeni vodom (smrznuti, naravno), u Sunčevom sustavu ih ima na milijarde, među njima i prilično velikih, a kada se Sunčev sustav tek formirao, neprestano su bombardirali mladu Zemlju. Vulkani ne eruptiraju samo zato što je magma vrlo vruća, već i zato što nadiruća vruća magma pretvara podzemnu vodu u paru, a para se brzo širi, uzrokujući eksploziju. Para više ne ulazi u podzemne šupljine, a poklopac je otkinut s vulkana, uzrokujući da H2O izađe na površinu. S obzirom na sve ovo, ne treba čuditi što je površina našeg planeta puna vode. Uz svu raznolikost živih organizama na Zemlji, svi oni imaju zajedničke dijelove DNK. Biolog koji u svom životu nije vidio ništa osim Zemlje samo se raduje raznolikosti života, a astrobiolog sanja o raznolikosti u širim razmjerima: o životu temeljenom na potpuno vanzemaljskoj DNK ili nečemu sasvim drugom.
Nažalost, do sada je naš planet jedini biološki primjer. Međutim, astrobiolog si može priuštiti prikupljanje hipoteza o živim organizmima koji žive negdje u dubinama svemira proučavajući organizme koji žive u ekstremnim okruženjima ovdje na Zemlji. Kad jednom počnete tražiti te ekstremofile, ispostavlja se da žive gotovo posvuda: u odlagalištima nuklearnog otpada, u kiselim gejzirima, u kiselim rijekama zasićenim željezom, u izvorima dubokog mora koji izbacuju kemijske suspenzije, i u blizini podvodnih vulkana, u permafrostu. , u hrpama šljake, u industrijskim slanim jezercima i na raznim mjestima gdje vjerojatno ne biste išli na medeni mjesec, ali koja su vjerojatno prilično tipična za većinu drugih planeta i mjeseca. Biolozi su nekoć vjerovali da život počinje u nekom "toplom bazenu", kako je napisao Darwin (Darwin 1959., str. 202); Međutim, nedavno prikupljeni dokazi navode nas na ideju da su prvi živi organizmi na Zemlji bili ekstremofili.
Kao što ćemo vidjeti u sljedećem dijelu, prvih pola milijarde godina svog postojanja Sunčev sustav nije sličio ništa više nego streljani. Velike i male gromade stalno su padale na površinu Zemlje, ostavljajući za sobom kratere i drobeći stijene u prašinu. Svaki pokušaj pokretanja projekta “Život” bio bi odmah zaustavljen. Međutim, prije otprilike četiri milijarde godina, bombardiranje je oslabilo i temperatura zemljine površine počela je padati, što je omogućilo rezultate složenih kemijski pokusi preživjeti i napredovati. Stari udžbenici računaju vrijeme od rađanja Sunčevog sustava, a njihovi autori obično tvrde da je Zemlji nastajala 700-800 milijuna godina. Ali to nije tako: eksperimenti u kemijskom laboratoriju planeta mogli su započeti tek nakon što je nebesko bombardiranje prestalo. Slobodno oduzmite 600 milijuna godina "ratovanja" - i ispada da su jednostanični mehanizmi izašli iz prvobitne tekućine u samo 200 milijuna godina. Iako znanstvenici još uvijek ne mogu shvatiti kako je točno nastao život, čini se da priroda s tim nema nikakvih poteškoća.
Astrokemičari su daleko dogurali u samo nekoliko desetljeća: donedavno nisu znali baš ništa o molekulama u svemiru, ali danas su već otkrili mnogo različitih spojeva gotovo posvuda. Štoviše, u posljednjih deset godina astrofizičari su potvrdili da se planeti također okreću oko drugih zvijezda i da je svaki zvjezdani sustav, ne samo Sunčev sustav, pun ista četiri glavna sastojka života kao i naš vlastiti kozmički dom. Naravno, nitko ne očekuje da će pronaći život na zvijezdi, čak ni na onoj "hladnoj", gdje je samo tisuću stupnjeva, ali život na Zemlji često se nalazi na mjestima gdje temperatura doseže nekoliko stotina stupnjeva. Sva ova otkrića zajedno dovode do zaključka da nam Svemir zapravo nije nimalo stran i nepoznat - dapače, već smo upoznati s njim na fundamentalnoj razini. Ali koliko se dobro poznajemo? Koja je vjerojatnost da su svi živi organizmi poput onih na Zemlji - bazirani na ugljiku i preferiraju vodu od svih drugih tekućina? Razmotrimo, na primjer, silicij, jedan od najzastupljenijih elemenata u svemiru. U periodnom sustavu silicij je neposredno ispod ugljika, što znači da imaju istu konfiguraciju elektrona u svojoj vanjskoj ljusci. Silicij, poput ugljika, može stvarati veze s jednim, dva, tri ili četiri druga atoma. Pod pravim uvjetima, također može formirati lančane molekule. Budući da silicij ima otprilike isti potencijal za stvaranje kemijskih spojeva kao i ugljik, razumno je pretpostaviti da bi iz njega mogao nastati život.
Međutim, postoji jedna poteškoća sa silicijem: osim što se nalazi deset puta rjeđe od ugljika, on također stvara vrlo jake veze. Konkretno, ako spojite silicij i vodik, nećete dobiti rudimente organske kemije, već kamenje. Na Zemlji ti kemijski spojevi imaju dug vijek trajanja. I tako to kemijski spoj bio koristan za živi organizam, potrebne su veze dovoljno jake da izdrže ne prejake napade okoliš, ali ne toliko neuništiv da bi onemogućio daljnje pokuse. Koliko je tekuća voda potrebna? Je li to doista jedini medij prikladan za kemijske eksperimente, jedini medij koji je sposoban dostaviti hranjive tvari iz jednog dijela živog organizma u drugi? Možda je živim organizmima potrebna samo tekućina. Amonijak je, primjerice, prilično čest u prirodi. I etilni alkohol. Oba su napravljena od najzastupljenijih elemenata u svemiru. Amonijak pomiješan s vodom smrzava se na puno nižoj temperaturi od same vode (-73°C umjesto 0°C), što proširuje temperaturni raspon pri kojem postoji mogućnost pronalaska živih organizama koji vole tekućinu. Postoji i druga opcija: na planetu gdje ima malo izvora unutarnje topline, na primjer, rotira daleko od svoje zvijezde i smrznut je do kostiju, metan, koji je obično u plinovitom stanju, također može igrati ulogu potrebna tekućina. Takvi spojevi imaju dugi vijek trajanja. A da bi neki kemijski spoj bio koristan za živi organizam, potrebne su mu veze dovoljno čvrste da izdrže ne prejake napade iz okoline, ali ne toliko neuništive da onemoguće daljnje pokuse.
Koliko je tekuća voda potrebna? Je li to doista jedini medij prikladan za kemijske eksperimente, jedini medij koji je sposoban dostaviti hranjive tvari iz jednog dijela živog organizma u drugi? Možda je živim organizmima potrebna samo tekućina. Amonijak je, primjerice, prilično čest u prirodi. I etilni alkohol. Oba su napravljena od najzastupljenijih elemenata u svemiru. Amonijak pomiješan s vodom smrzava se na puno nižoj temperaturi od same vode (-73°C umjesto 0°C), što proširuje temperaturni raspon pri kojem postoji mogućnost pronalaska živih organizama koji vole tekućinu. Postoji i druga opcija: na planetu gdje ima malo izvora unutarnje topline, na primjer, rotira daleko od svoje zvijezde i smrznut je do kostiju, metan, koji je obično u plinovitom stanju, također može igrati ulogu potrebna tekućina.
Godine 2005. svemirska sonda Huygens (nazvana po znate već kome) sletjela je na Titan, Saturnov najveći mjesec, gdje ima mnogo organski spojevi a atmosfera je deset puta gušća od zemljine. Osim planeta Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, od kojih se svaki u potpunosti sastoji od plina i nema čvrstu površinu, samo četiri imaju atmosferu vrijednu spomena. nebeska tijela u našem sunčevom sustavu: to su Venera, Zemlja, Mars i Titan. Titan nipošto nije slučajan predmet proučavanja. Popis molekula koje se tamo nalaze izaziva poštovanje: to su voda, amonijak, metan i etan, kao i takozvani policiklički aromatski ugljikovodici - molekule iz više prstenova. Vodeni led na Titanu toliko je hladan da je tvrd poput cementa. Međutim, kombinacija temperature i tlaka uzrokuje metan tekuće stanje, a prve slike koje je dobio Huygens pokazuju potoke, rijeke i jezera tekućeg metana. Kemijski okoliš na površini Titana na neki način podsjeća na okoliš na mladoj Zemlji, zbog čega mnogi astrobiolozi smatraju Titan "živim" laboratorijem za proučavanje daleke prošlosti Zemlje. Uistinu, pokusi provedeni prije dva desetljeća pokazali su da ako organskoj suspenziji koja se dobije zračenjem plinova koji čine Titanovu zamućenu atmosferu dodamo vodu i malo kiseline, to će nam dati šesnaest aminokiselina.
Nedavno su biolozi saznali da je ukupna biomasa ispod površine planeta Zemlje vjerojatno veća nego na površini. Trenutna istraživanja posebno otpornih živih organizama s vremena na vrijeme pokazuju da život ne poznaje prepreke ni granice. Istraživači koji proučavaju uvjete nastanka života više nisu "ludi profesori" koji traže zelene čovječuljke na obližnjim planetima, već znanstvenici generalisti koji posjeduju širok raspon alata: oni moraju biti stručnjaci ne samo za astrofiziku, kemiju i biologiju, ali iu geologiji i planetologiji, budući da život moraju tražiti bilo gdje.
