Кометы могут доставить на экзопланеты строительные блоки для жизни
Исследователи из Кембриджского университета выяснили, каким образом кометы могут доставлять на экзопланеты основные компоненты жизни. Это исследование меняет наше представление о том, как может возникнуть жизнь на других планетах.
Ключевой вывод, сделанный группой исследователей, заключается в том, что для эффективной доставки органических материалов кометы должны двигаться относительно медленно, со скоростью менее 15 км/с. При более высоких скоростях жизненно важные молекулы не выдержат столкновения из-за экстремальной скорости и температуры, что приведет к их распаду.
"В данной работе мы рассматриваем возможность доставки кометными ударами сложных органических молекул и пребиотических строительных блоков, необходимых для возникновения жизни, на скалистые экзопланеты", - пишут авторы исследования. "Численные эксперименты показали, что для выживания этих молекул необходимы удары на очень низких скоростях".
По мнению авторов исследования, наиболее вероятными регионами, где кометы могут двигаться с нужной скоростью, являются системы типа "горох в стручке", где группа планет движется по близким друг к другу орбитам. В таких системах комета может переходить или "отскакивать" с орбиты одной планеты на орбиту другой, достаточно снижая свою скорость для безопасного столкновения.
Более медленный подход позволил бы кометам при столкновении откладывать неповрежденные молекулы, которые, как считается, являются предшественниками жизни. Результаты исследования позволяют предположить, что системы типа "горошек в стручке" являются перспективными местами для поиска жизни за пределами нашей Солнечной системы, если доставка комет имеет важное значение для зарождения жизни.
Уже известно, что кометы могут содержать различные компоненты жизни, включая пребиотические молекулы. Например, в образцах астероида Рюгу, взятых в 2022 году, было подтверждено наличие аминокислот и витамина B3. Кроме того, кометы содержат цианистый водород (HCN) - прочную пребиотическую молекулу, способную выдерживать высокие температуры и, возможно, выживать при попадании в атмосферу.
"Мы постоянно узнаем все больше об атмосферах экзопланет, поэтому мы хотели выяснить, существуют ли планеты, на которые сложные молекулы также могут быть доставлены кометами", - сказал ведущий автор исследования Ричард Анслоу (Richard Anslow) из Кембриджского института астрономии. "Вполне возможно, что молекулы, которые привели к появлению жизни на Земле, были получены из комет, поэтому то же самое может быть справедливо и для планет в других частях Галактики".
Исследователи не утверждают, что кометы необходимы для возникновения жизни на Земле или любой другой планете. Их целью было определить планетарные условия, способствующие успешной доставке кометами таких сложных молекул, как HCN. Кометы в нашей Солнечной системе встречаются в основном в поясе Койпера за Нептуном. Команда исследовала, как на путь этих комет влияет гравитационное притяжение Нептуна и Юпитера, в результате чего некоторые из них попадают во внутреннюю часть Солнечной системы.
"Мы хотели проверить наши теории на планетах, похожих на нашу собственную, поскольку Земля в настоящее время является единственным примером планеты, на которой существует жизнь", - говорит Анслоу. "Какие кометы, движущиеся с какой скоростью, могли бы доставить неповрежденные пребиотические молекулы?"
Используя различные математические модели, исследователи пришли к выводу, что кометы действительно могут доставлять молекулы-предшественники жизни, но при определенных условиях.
Для планет, расположенных вокруг звезд, похожих на Солнце, шансы на успешную доставку повышаются благодаря таким критериям, как малая масса и близость к другим планетам в системе. Значение близлежащих планет еще больше возрастает у звезд с меньшей массой, поскольку скорости их движения обычно выше.
"В таких тесных системах каждая планета имеет шанс взаимодействовать с кометой и поймать ее в ловушку", - говорит Анслоу. "Не исключено, что именно по такому механизму пребиотические молекулы оказываются на планетах".
Однако для планет, вращающихся вокруг звезд с меньшей массой, таких как М-карлики, этот сценарий более сложен, особенно в слабоуплотненных системах. Такие планеты часто подвергаются высокоскоростным ударам, что создает дополнительные препятствия для жизни.
"Наши результаты подчеркивают важность понимания объемных свойств планеты, звездной массы и окружающей планетарной среды, поскольку все эти факторы по отдельности могут кардинально повлиять на минимальную скорость столкновения с кометой, - пишут авторы исследования. Это может оказаться полезным при определении места поиска жизни за пределами Солнечной системы".
"Очень интересно, что мы можем начать определять тип систем, которые мы можем использовать для проверки различных сценариев происхождения жизни", - сказал Анслоу.
"Это другой способ взглянуть на ту огромную работу, которая уже проделана на Земле. Какие молекулярные пути привели к тому огромному разнообразию жизни, которое мы наблюдаем вокруг нас? Есть ли другие планеты, где существуют такие же пути? Это захватывающее время, когда мы можем объединить достижения астрономии и химии для изучения некоторых из самых фундаментальных вопросов".
