Учёные обнаружили новый источник энергии для внеземной жизни

Международная группа ученых под руководством Димитры Атри из Центра астрофизики и космических наук Нью-Йоркского университета в Абу-Даби опубликовала новое исследование, предлагающее альтернативный взгляд на возможные источники энергии для внеземной жизни. Согласно работе, представленной в Международном журнале астробиологии, космические лучи могут генерировать достаточно химической энергии под поверхностью планет и лун для поддержания микробных экосистем без доступа к солнечному свету.

Исследователи разработали модель, демонстрирующую, как высокоэнергетические частицы космического излучения, проникая сквозь лед и горные породы, способны инициировать процесс радиолиза — расщепление молекул воды с высвобождением сольватированных электронов. Этот процесс создает энергетический ресурс, потенциально доступный для микроорганизмов.

Моделирование с использованием фреймворка GEANT4 показало, что на Энцеладе, спутнике Сатурна, радиолитическая энергия может генерировать химическую энергию, эквивалентную производству около десяти миллионов молекул АТФ на грамм льда в секунду на глубине двух метров. Марс также представляет интерес благодаря тонкой атмосфере, позволяющей космическим лучам достигать поверхности. Европа, спутник Юпитера, с ее толстым ледяным слоем, также рассматривается как перспективный объект для изучения.

Концепция «радиолитической обитаемой зоны», предложенная авторами, расширяет традиционное понимание «зоны Златовласки». Вместо фокуса на расстоянии от звезды, определяющем возможность существования жидкой воды на поверхности, новый подход учитывает глубину проникновения космических лучей и эффективность передачи энергии подповерхностным слоям.

Теория подкрепляется земными аналогами. На нашей планете обнаружены микробные сообщества, существующие исключительно за счет радиационно-индуцированных химических процессов. Например, бактерия Desulforudis audaxviator, обнаруженная на глубине 2,7 км в южноафриканской золотой шахте, а также микроорганизмы вблизи хребта Хуан-де-Фука, использующие водород, образующийся в результате радиационных реакций в подводных горных породах.

Исследователи также предполагают, что космические лучи могли сыграть роль не только в поддержании, но и в зарождении жизни, запуская химические реакции, необходимые для синтеза аминокислот, сахаров и других фундаментальных биологических молекул.

Для проверки этих гипотез разрабатываются новые космические миссии. Марсоход «Розалинд Франклин» Европейского космического агентства, запуск которого запланирован на 2028 год, будет бурить марсианскую поверхность на глубину около 2 метров. Космический аппарат НАСА «Европа Клиппер» исследует ледяную кору спутника Юпитера, а предлагаемая миссия «Энцелад Орбиландер» направлена на анализ частиц из криовулканических выбросов Энцелада.

Эти исследования могут существенно изменить наше понимание потенциальных мест обитания внеземной жизни, расширив поиск за пределы традиционных «обитаемых зон» вокруг звезд.

Источник: Daily Galaxy