Mes galvojome apie Žemę kaip vandens pasaulį. Mūsų planetoje yra 70% okeanų, todėl iš kosmoso jis atrodo kaip mėlynas kamuolys su baltomis debesų juostomis ir mažais žemės gabalais. Tačiau iš tiesų mūsų vandenynų gylis yra nedidelis, palyginti su Žemės spinduliu. Pagal masę vanduo yra tik dvidešimt penki tūkstančiai procentų planetos masės. Ar šiuolaikiniai astronomai galėtų nustatyti, ar Žemėje yra vandens, jei jie kažkur su Alpha Centauri žiūrėtų į saulės sistemą?
Dabar mokslininkai daro išvadas apie egzoplanetų masę, stebėdami, kaip stipriai planetos „svyruoja“ savo žvaigždę gravitacinės sąveikos būdu. Daroma išvada apie egzoplaneto dydį, kai ji griežtai blokuoja šviesą, einančią tarp žvaigždės ir teleskopo. Tada masė padalijama iš tūrio ir gaunamas apytikslis eksoplaneto tankis, iš kurio galima gauti idėją apie dujų, skysčių ir kietųjų dalelių pasiskirstymą jos masėje. Tokie metodai, deja, neleidžia nustatyti žemėje esančio vandens kiekio! Tai yra, mūsų planetoje vanduo yra per mažas, kad, žiūrėdami į kito žvaigždės objektą, mes galime susieti Žemę su pasauliu, kur galite eiti plaukti ar šlapias lietaus metu.
Šiuolaikinis mokslas leidžia daryti išvadą, kad egzoplanete yra vandens tik tuo atveju, jei vanduo yra bent 10% jo masės. Ir 10% yra keturi šimtai kartų daugiau nei dabar žemėje! Tai milžiniškas vandenynas, kuris visiškai padengtų visą žemės paviršių. Atrodytų, kad kuo daugiau vandens - tuo geriau gyvybei. Nenuostabu, kad astronomų, kurie buvo atsidavę nežemiško gyvenimo paieškai, šūkis visada buvo frazė „Ieškok vandens!“. Gyvenimas, žinomas mums, yra neįmanomas be vandens, nes būtent tai yra medžiagų, užpildančių gyvas ląsteles, tirpiklis. Vanduo - tai energijos procesų, kuriuos vadiname gyvenimu, cheminė bazė. Jo unikalumas šiuo atveju yra tai, kad jis išlieka skystas labai įvairiose temperatūrose. Todėl klausimas, ar yra galimybė atsirasti gyvybei pasaulyje, kur yra daug daugiau vandens nei mūsų, iš pirmo žvilgsnio atrodo paradoksalu.
Tačiau pabandykime išsiaiškinti. Mokslininkai iš Arizonos universiteto atliko virtualų eksperimentą, kurdami cheminių procesų modelį, kuris buvo identiškas Žemei identiškame eksoplanete. Vienintelis skirtumas nuo mūsų pasaulio buvo vandens perteklius: mokslininkai padidino vandenynų tūrį daugiau nei 5 kartus. Šiuo atveju planetos paviršiuje nebuvo jokios žemės, o uolų ir uolų išsisklaidymo procesas visiškai išnyko. Tai lėmė tai, kad fosforo vandens kiekis kritiškai krito - tai būtina priemonė žemiškam gyvenimui. Ir be reikiamo fosforo kiekio nei gyvybės energijai, nei RNR ir DNR molekulėms, negali būti nei Adenozino trifosforo rūgšties (ATP) molekulės. Pasaulis, visiškai padengtas vandenynu, gali būti visiškai negyvas, tačiau gyvenimas ten tikrai bus labai skirtingas nuo jūros gyvenimo. Labiausiai tikėtina, kad gyvenimas tokiomis sąlygomis būtų daug mažiau tankus, ir tai būtų daug sunkiau rasti iš kitos žvaigždės sistemos. Didelis vandens slėgis apačioje gali sukurti superdenseus ledo formas, pvz., Ledo-6 ir ledo-7 (tai yra vandens ledo rūšis). Toks ledo apvalkalas atneštų vandenį nuo kietų uolienų, dėl kurių cheminės evoliucijos procesas taptų dar sudėtingesnis. Todėl, kalbant apie gyvenimo atsiradimą ir klestėjimą, „daugiau vandens“ nereiškia „geresnio“. Galbūt tokios planetos egzotinės ir aprašytos problemos nėra statistiškai reikšmingos gyvenimo kilmei? Pasirodo, kad mokslininkai linkę manyti, kad visame pasaulyje gali būti daugiau panašių vandens pasaulių nei akmeninės planetos, tokios kaip mūsų žemė ar Marsas.
Akmuo ir vanduo yra beveik vienodai pasiskirstę saulės sistemoje, tai yra pagrindinė asteroidų juostos dalis (tarp Marso ir Jupiterio) ir Kuiper diržas (už Neptūno orbitos ribų). Labiausiai žinomoje - po Saulės - Trappist-1 sistemos - visi 7 eksoplanetai greičiausiai turi daug daugiau vandens nei Žemė. Astrofizikų teigimu, artimesnės žvaigždės objektams priklauso apie 10% ledo ir skysto vandens. Išoriniai eksoplanetai Trappist-1 - nuo ledo apie 50%. Atrodo, kad visi šie pasauliai yra visiškai padengti vandeniu ir ledu, o didelės tikimybės laipsnis yra sterilus.
Deja, paaiškėja, kad visi eksoplanetai, kuriuose šiuolaikiniai mokslininkai aptinka vandenį, greičiausiai bus negyvi. Bet jei Hablo teleskopas neleidžia aptikti pasaulių, panašių į Žemę, vandens kiekiu, galbūt tai gali padaryti James Webb teleskopas? Šis technologijų stebuklas pradės veikti orbitoje 2020 m. Ir galės analizuoti exoplanet gigantų atmosferą. Tačiau greičiausiai jis neatsakys į šį klausimą. Technologija, kuri leistų surasti vandenį ant Žemės dvynių iš tarpžvaigždinio atstumo, yra kuriama ir pasirodys orbitoje iki XXI amžiaus vidurio.
Tačiau galbūt iki šiol neturėtume ieškoti gyvenimo vandens pasauliuose? Galų gale, pažodžiui mūsų pusėje, maždaug pusė milijardo kilometrų, yra didžiulis druskos vandens vandenynas. Mes kalbame apie Europą - Jupiterio palydovą, kurio ledas yra 100 kilometrų vandens kolona. Vandens tiekimas Europoje yra du ar net tris kartus didesnis už žemės vandenyną. Šis „Galileo“ aparato padarytas atradimas nebuvo vienintelis vandens atradimas saulės sistemos milžiniškomis planetomis. 2005 m „Cassini“ zondas užfiksavo geizerius, kurie pataikė nuo Saturno palydovo Enceladus ledo. Ir po 10 metų šis aparatas netgi skrido per tokį purkštuvą, paėmęs mėginių ir surandamas šalia vandens, azoto, anglies dioksido, vandenilio, metano ir amoniako. Tokia išmetamųjų teršalų sudėtis rodo, kad Enceladus gelmėse hidroterminis aktyvumas virsta galingais ir pagrindiniais, vanduo, veikiant aukštai temperatūrai, sąveikauja su kietomis uolomis ir skaidosi į vandenilį ir deguonį. Vandenilis mažiems kūnams yra cheminės veiklos žymuo - tai lengviausias periodinio stalo elementas ir be pastovaus formavimo greitai išnyksta į erdvę be pėdsakų. Tai reiškia, kad kažkur Enceladus viduje yra pastovus vandenilio formavimo procesas, todėl yra tokio tipo energija, kuri leidžia priešistorinius mikroorganizmus egzistuoti Žemėje.
Archaea - vienaląsčiai organizmai, neturintys branduolio, naudojami kaip organinės medžiagos, amoniako ir vandenilio šaltiniai. Kai kurie archaea skleidžia metaną, kuris mokslininkams yra vienas iš galimų planetos gyvenimo žymenų. Tokie mikroorganizmai, metanogenai, egzistuoja Žemėje, nesant saulės spindulių, ekstremaliomis sąlygomis, kurios nėra geresnės už kosmines. Jei metanogenai Žemėje yra įdėtos į keistiausių mūsų gamtos - vamzdinių kirminų būtybių ekosistemą, kodėl gi neegzistuoja su Enceladus ar Europos svetimais organizmais? Mūsų pačioje planetoje yra nuostabių vietų, kuriose gyvena 500 laipsnių temperatūra ir 200 atmosferų. Be to, „juodųjų rūkančiųjų“ ekosistemos egzistuoja be saulės spindulių - pagrindinio energijos šaltinio gyvenimui mūsų planetoje. Tokios sąlygos yra panašios į tas, kurios gali egzistuoti po Saturno ir Jupiterio mėnulio ledo. Nepaisant to, mokslininkai labai atsargiai vertina sudėtingų gyvenimo formų egzistavimą šiuose vandens pasauliuose. Net ieškant entuziastų nežemiškam gyvenimui, Seth Shostak, SETI mokslinių tyrimų centro direktorius, sako, kad daugelio ląstelių gyvybės formoms energija pagal Europos ir Enceladus ledus tikriausiai nėra pakankama. Gyvenimas ten galėjo būti vystomas daugiau nei 4 milijardus metų, tačiau mažai tikėtina, kad ten kada nors susitiksime tuną ar kitą tvarinį, kurio gyvenimas reikalauja tiek pat maisto, kaip žuvis iš Žemės planetos. Bet netgi bakterijų atradimas būtų proveržis žemiškiesiems mokslams. Tačiau atrodo, kad vien tik astronomija nepakanka atsakyti į klausimą, ar milžiniškų planetų palydovuose yra bakterijų. Vienintelė išeitis yra skristi į Jupiterį ir Saturną ir suprasti vietoje. Atrodo, kad nedviprasmiškas atsakymas į klausimą apie gyvybės egzistavimą kitose saulės sistemos planetose ir palydovuose bei exo-planetose mes gausime tik XXI amžiaus viduryje.
Taigi ką šiandien galime pasakyti? Didžiojo vandens kiekio atradimas saulės sistemoje už Žemės ribų žymiai pakeitė ekso-biologų mąstymo paradigmą. Prieš misijas į Jupiterį ir Saturną mokslininkai manė, kad visi palydovai bus panašūs į Mėnulį ir Fobą - uolų, dulkių ir sauso dykumos. Skystas vanduo, kurio tūris viršija Žemės vandenyną, yra dovana mėgėjams, ieškantiems nežemiško gyvenimo. Jei mūsų pusėje yra tiek daug vandens, tai turėtų būti ne mažiau kaip kitų žvaigždžių sistemų. „Hubble“ teleskopą padariusių atradimų dėka žinome, kad žvaigždė be planetų yra retas reiškinys. Beveik kiekvienas turi savo planetinę sistemą. Pirmasis visatos elementas yra vandenilis, trečias dažniausiai yra deguonis. Logiška, kad jų sąjunga, vanduo turėtų būti labai plačiai atstovaujama bet kurioje galaktikoje. Iš tiesų, astronomai dabar suranda vandenį ne tik planetose, bet ir tarpžvaigždiniuose debesyse bei protoplanetiniuose diskuose. Vanduo erdvėje gausu. Todėl, žiūrėdami į naktinį dangų, galima teigti, kad beveik kiekvienoje žvaigždėje yra atskiras vandens pasaulis.
