Pomińmy na chwilę zaawansowane cywilizacje technologiczne, które mogłoby się ujawnić nam za pomocą tzw. technosygnatur, tj. związków chemicznych będących efektem procesów technologicznych. Całe życie na Ziemi oparte jest na materii organicznej skupionej wokół węgla. Cała biologia oparta o węgiel wymaga określonych składników odżywczych, ale też dostarcza do atmosfery inne związki chemiczne, które mogłyby stanowić jakąś wskazówkę. Takim związkiem może być np. metan, który na powierzchni Ziemi powstaje przede wszystkim w procesach biologicznych. Problem w tym, że istnieją procesy niebiologiczne, które także prowadzą do powstania metanu. Tym samym odkrycie metanu w atmosferze odległej planety może być interesujące, ale z pewnością nie jest jednoznacznym sygnałem wskazującym na obecność na niej jakichkolwiek form życia. Zresztą gdyby tak było, to dzisiaj wszyscy by o tym mówili, zważając na fakt, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba odkrył niedawno metan i dwutlenek węgla w atmosferze planety K2-18 b.
Czytaj także: Tego astronomowie szukali od lat! Teleskop Jamesa Webba odkrył fascynujący świat
Poszukiwania życia mogą stać się znacznie trudniejsze
Skoro nie jesteśmy w stanie w żaden sposób ustalić jednoznacznych biosygnatur, tj. związków chemicznych, które jednoznacznie wskazywałyby na obecność życia podobnego do naszego własnego na innej planecie, to jak mielibyśmy znaleźć życie, które w ogóle nas nie przypomina i nie opiera się na węglu?
Od dawna świat nauki zastanawia się, czy istnieje możliwość, że na innych planetach we wszechświecie istnieje życie, które nie jest do nas podobne, bowiem opiera się na innym pierwiastku niż węgiel. Gdyby tak było, to szanse na jego zdalne wykrycie byłyby niemal zerowe. Nie wiemy wszak, jakie reakcje chemiczne napędzałyby takie życie, a tym samym nie wiemy, czym ono by się żywiło, i jakie związki emitowało do atmosfery, a tym samym nie wiemy nawet czego szukać, aby znaleźć takie życie.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Wisconsin-Madison postanowił przeanalizować obszerną literaturę naukową publikowaną na przestrzeni dekad w wielu językach świata w poszukiwaniu informacji o samopodtrzymujących się reakcjach autokatalitycznych, w których powstają cząsteczki, które następnie ulegają tym samym reakcjom, w których mogą powstawać dalsze cząsteczki tego samego typu. Jakby nie patrzeć, właśnie taką autokatalizą jest rozmnażanie, w którym z dwóch osobników danego gatunku mogą powstać kolejne. Tak samo jest na poziomie komórkowym, z jednej komórki powstają dwie, z których mogą powstać cztery i tak dalej.
Schodząc do poziomu reakcji chemicznych, naukowcy postanowili poszukać przykładów autokatalizy, które mogą doprowadzić do abiogenezy, powstania życia.
W tym celu naukowcy skupili się na cyklach komproporcjonowania, w których mogą powstawać kolejne kopie cząsteczek chemicznych. Analiza dokumentów naukowych z ostatnich dwóch stuleci pozwoliła naukowcom odkryć 270 różnych cyklów reakcji autokatalitycznych. Okazało się, że nie są one niczym wyjątkowym i mogą być naturalne w wielu środowiskach, także tych, które znacząco różnią się od środowiska na Ziemi.
Co więcej, część z tych cyklów skupiona jest na pierwiastkach, które są bardzo rzadkie na Ziemi, takich jak np. rtęć czy tor. Analogicznie, część z tych cyklów zachodzi tylko w ekstremalnie wysokich lub niskich temperaturach, czy przy ekstremalnym ciśnieniu. Jakby tego było mało, naukowcom udało się odkryć nawet cykle autokatalityczne obejmujące gazy szlachetne, które co do zasady nie wchodzą w reakcje z innymi pierwiastkami. Jak wskazują, skoro nawet ksenon może brać udział w autokatalizie, to procesy takie mogą we wszechświecie zachodzić znacznie powszechniej, niż się dotychczas wydawało.
Warto zauważyć, że w wielu środowiskach może zachodzić po kilka różnych cykli autokatalitycznych zasadniczo się od siebie różniących. To z kolei może prowadzić do reakcji chemicznych, które będą wytwarzały szeroką paletę związków chemicznych na powierzchni jakiejś odległej egzoplanety. Kto wie, czy z takiego bogactwa nie może powstać życie zupełnie do naszego niepodobne.
Wyniki analizy opublikowane 18 września w periodyku Journal of the American Chemical Society dają do myślenia. Astronomowie na przestrzeni ostatnich trzech dekad odkryli ponad 5500 planet pozasłonecznych. Nie sposób jednak powiedzieć, czy wśród nich nie ma ani jednej planety, na której istnieje życie. Szukając życia, jak na razie szukamy planet podobnych do Ziemi, znajdujących się w ekosferze swojej gwiazdy, czyli tam, gdzie może występować woda w stanie ciekłym na powierzchni planety. Kiedy planeta jest gazowa, zbyt gorąca, zbyt zimna, nie ma wody, istnienia życia nawet nie zakładamy. Trzeba jednak pamiętać, że także i na tych planetach jakieś formy życia mogą istnieć. Problem w tym, że nie znając jego biologii, nie jesteśmy w stanie sobie takiego życia wyobrazić i nie wiemy, który związek chemiczny mógłby na to życie wskazywać. Istnieje zatem niezerowa szansa na to, że już odkryliśmy egzoplanetę, na której istnieje życie, a jedynie nie mamy tego świadomości. To myśl naprawdę ekscytująca.