Представьте себе, что жизнь может прятаться в самых негостеприимных уголках Вселенной. Новое исследование Нью-Йоркского университета в Абу-Даби показало, что космические лучи — поток высокоэнергетических частиц из глубин космоса — способны создавать энергию, необходимую для поддержания жизни под поверхностью планет и спутников.

Ученые пришли к выводу, что в определенных условиях космическое излучение не только безопасно, но может стать настоящим «спасательным кругом» для микроскопических организмов. Это открытие переворачивает привычное представление о том, что жизнь возможна лишь у источников тепла — у солнечного света или вулканической активности. Работу, опубликованную в Международном журнале астробиологии, возглавил Димитра Атри, ведущий научный сотрудник лаборатории космических исследований Центра астрофизики и космических наук.

Что же происходит? Когда космическая частица сталкивается с подземным резервуаром воды или льда, она разбивает молекулы воды, высвобождая поток электронов. Некоторые земные бактерии умеют «питаться» такими электронами, подобно тому, как растения используют фотоны солнечного света. Этот процесс, радиолиз, может питать жизнь даже в полном мраке, холоде и в отсутствие какого-либо внутреннего тепла небесного тела.

Подробности опубликованы в издании International Journal of Astrobiology.

С помощью компьютерного моделирования команда оценила, сколько энергии может генерировать радиолиз на Марсе и ледяных спутниках Юпитера и Сатурна. Эти миры, покрытые многокилометровой толщей льда, предположительно скрывают под ней целые океаны. Вот как выглядит их потенциал для поддержания жизни за счет космических лучей:

• Энцелад  (спутник Сатурна) — наибольший потенциал.
• Марс — средний потенциал.
• Европа  (спутник Юпитера) — меньший, но значительный потенциал.

Это открытие меняет наш подход к поиску жизни, — говорит Димитра Атри. — Теперь мы можем рассматривать не только теплые, освещенные солнцем миры, но и холодные, темные места. Главное, чтобы под поверхностью была вода и достаточный поток космических лучей. Жизнь может оказаться гораздо более распространенным явлением, чем мы думали.

Исследование вводит новое понятие — Радиолитическая зона обитаемости. В отличие от классической «зоны Златовласки» (расстояния от звезды, где на поверхности может существовать жидкая вода), эта зона описывает подповерхностные области с водой, которые „заряжаются“ космической радиацией. А поскольку космические лучи пронизывают все пространство, число потенциально обитаемых миров во Вселенной резко возрастает.

Эти выводы дают новое направление для будущих миссий. Ученым стоит не только искать признаки жизни на поверхности, но и разрабатывать инструменты для изучения подземных сред, способные обнаруживать химическую энергию, рожденную космическими лучами.

Польза этого исследования носит фундаментальный и практический характер.

• Во-первых, оно дает нам новую, более универсальную «карту поиска» жизни. Мы перестаем быть заложниками парадигмы „солнце-вода-тепло“ и можем целенаправленно искать биосигнатуры в ранее считавшихся мертвыми мирах, таких как ледяные гиганты или даже объекты пояса Койпера.
• Во-вторых, оно предлагает конкретный физический механизм для планирования миссий. Инженеры теперь знают, какие именно химические соединения (продукты радиолиза, например, перекись водорода, сульфаты) искать датчиками будущих зондов, бурящих лед на Европе или Энцеладе. Это экономит ресурсы и повышает шансы на успех.
• Наконец, это меняет философию астробиологии, заставляя нас искать жизнь не «там, где нам удобно», а „там, где она может быть“, что критически важно для истинного понимания нашего места во Вселенной.

Основное слабое место исследования — его модельный характер. Расчеты основаны на теоретических предположениях о толщине ледяного панциря, составе пород, точном потоке космических лучей на глубине и, главное, о способности гипотетических экстремофилов использовать именно такой тип и такую плотность энергии. В реальных подледных океанах энергия от радиолиза может быть исчезающе мала на фоне возможных гидротермальных источников или быть настолько рассеянной, что ее недостаточно для поддержания даже простейшей биосферы. Кроме того, сами космические лучи в высоких дозах повреждают сложные органические молекулы, и их потенциальная роль как «поставщика энергии» может нивелироваться разрушительным воздействием на те самые формы жизни, которые они должны поддерживать.

Ранее ученые обнаружили в космосе следы жизни.