Новое исследование показывает, что кометы, вероятно, не принесли на Землю ингредиенты жизни
Новое исследование предполагает, что Марс, возможно, был лучше, чем Земля, приспособлен для получения химических ингредиентов жизни от комет, хотя шансы остаются на удивление небольшими.
Кометы уже давно считаются возможными источниками химических ингредиентов, которые помогли зарождению жизни на Земле. Но новые исследования показывают, что эти ледяные посетители вряд ли могли доставить эти молекулы в достаточных количествах, что бросает вызов теории, которая формировала научное мышление на протяжении почти столетия.
Используя передовое компьютерное моделирование, исследователи из Кембриджского университета обнаружили, что удары комет почти всегда разрушают хрупкие органические соединения, прежде чем они смогут внести свой вклад в химию ранней жизни. Даже при благоприятных условиях успешные роды были бы чрезвычайно редки. Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, также предполагают, что Марс мог предложить несколько лучшие условия для получения этих молекул.
Почему кометы могли быть плохими переносчиками ингредиентов жизни
Кометы содержат соединения, содержащие углерод и азот, в том числе цианистый водород (HCN), молекулу, участвующую в химических реакциях, которые могут производить некоторые из важнейших строительных блоков жизни. Их способность транспортировать эти вещества через Солнечную систему сделала их центральными в теориях о том, как на Земле зародилась пребиотическая химия.
«Исторически ученые считали, что кометы важны для возникновения жизни на Земле, поскольку они несут молекулы, содержащие углерод и азот, поэтому эти гигантские космические снежки были почти как «карточка на выход из тюрьмы», которая приносила все молекулы, необходимые планете для зарождения жизни», — сказал ведущий автор доктор Ричард Анслоу из Кембриджского института астрономии. «Это довольно романтическая идея, но наши результаты показывают, что это крайне маловероятно».
Проблема заключается в силе столкновений с кометами. Согласно результатам моделирования, кометы обычно приближаются к Земле со скоростью и углами, которые делают выживание их органического груза крайне маловероятным. Большинство этих молекул испаряются во время удара, а не достигают поверхности неповрежденными. Исследователи пришли к такому выводу, объединив модели траекторий комет, атмосферных взаимодействий, физики ударов, а также формирования и эволюции популяций комет.
Даже успешного воздействия может быть недостаточно
Чтобы исследовать вероятность успешной доставки, команда сосредоточилась на HCN, который регулярно обнаруживается в кометах Солнечной системы. Их расчеты показали, что удары, способные сохранить молекулу и отложить ее в полезных концентрациях, были бы исключительно редкими.
Число комет, поражающих Землю, также резко сократилось в течение первых 500 миллионов лет существования планеты, оставив максимум несколько возможностей для значимой доставки HCN. Даже если некоторые молекулы выживут, они, скорее всего, рассеются прежде, чем химические реакции, необходимые для возникновения жизни, смогут продвинуться достаточно далеко.
«На самом деле это должен быть один случай на миллион, потому что вам понадобится не только удар с правильной скоростью и под правильным углом, но вам также нужно, чтобы все произошло после этого момента, с точки зрения концентрации и скорости, с которой началось химическое происхождение жизни», — сказал Анслоу. "Мы не можем с уверенностью исключать, что это произошло именно так. Но, похоже, это действительно редкое явление - в лучшем случае, разовая случайность".
Проверка теории, возникшей почти столетие назад
Исследование основано на более ранних исследованиях, опубликованных в 2023 году, когда Анслоу и несколько коллег предположили, что близко расположенные планеты могут помочь кометам доставлять органические молекулы. В таких системах гравитационные столкновения могут позволить кометам перемещаться между планетами, постепенно замедляясь, увеличивая шансы на то, что их химический груз сможет пережить возможное столкновение.
Новое исследование исследовало, могли ли подобные условия существовать в нашей Солнечной системе, используя последние достижения в моделировании столкновений с кометами и динамики планет.
«Мы постоянно узнаем все больше и больше о том, как формировались наша Солнечная система и Земля, и объединяем это с множеством различных достижений в моделировании, что позволило нам исследовать эту идею, которая существует уже почти столетие», — сказал Анслоу.
Если бы кометы не были основным источником пребиотических молекул Земли, возможны и другие объяснения. Астероиды поражали раннюю Землю гораздо чаще, и их удары могли вызвать химические реакции, приводящие к образованию органических соединений. Альтернативно, необходимые ингредиенты могли образоваться в результате химических процессов, происходящих на самой Земле, без необходимости доставки из космоса.
