Вчені припускають, що позаземне життя на далеких світах Сонячної системи може існувати за рахунок космічних променів, а не лише Сонця. Про це йдеться в новому дослідженні, опублікованому в International Journal of Astrobiology.

Космічні промені можуть бути життєво важливим джерелом енергії для життя на крижаних супутниках, на Марсі або навіть на планетах-ізгоях, які блукають між зірками. Можливо, кажуть вчені, що це явище може створити «радіолітичну зону життя» на найхолодніших і найтемніших відомих світах.

«Щоб цей механізм працював, вам потрібна планета з тонкою атмосферою або без неї, незалежно від її відстані від Сонця», – сказав Space.com Дімітра Атрі з філії Нью-Йоркського університету в Абу-Дабі. «Це розширило б можливості існування життя на далеких світах і планетах-ізгоях».

На Землі життя здебільшого отримує свою біохімічну енергію від сонячного світла. Однак є винятки. Бактерії-екстремофіли, що мають дуже повільний метаболізм, можуть існувати біля гідротермальних джерел на морському дні, де немає сонячного світла або глибоко під поверхнею Землі, харчуючись воднем, метаном, сіркою та аміаком.

Аналогічно життя може зберігатися у світах, відмінних від нашого, на планетах, таких як Марс, або в океанах крижаних супутників, таких як Європа та Енцелад.

Рухаючись зі швидкістю, близькою до швидкості світла, космічні промені мають достатню енергію, щоб проникати на глибину десятків сантиметрів вглиб землі, якщо вони досягають планетарного тіла, яке не має магнітного поля, яке б їх відхиляло, і товстої атмосфери, яка б їх поглинала.

На Землі ми відносно в безпеці від космічних променів, оскільки наша планета має потужне магнітне поле. Однак Марс має тонку атмосферу і не має магнітного поля, як і супутники Юпітера та Сатурна, за винятком Титана з його потужною атмосферою.

Коли космічний промінь досягає поверхні космічного тіла та вражає водяний лід, енергія удару може розбити молекули води та вивільнити електрони. Ці електрони потім можуть бути використані простим мікробним життям як джерело енергії в процесі, відомому як радіоліз.

Атрі та його колеги провели серію розрахунків, які визначили максимальну біомасу, яка може вижити під впливом потоку космічних променів на Марсі, Європі та Енцеладі.

Енцелад, крижаний супутник Сатурна, є найперспективнішим, з максимальною біомасою, що могла б підтримуватись космічними променями, 400 мільйонних часток грама на квадратний сантиметр. Це може здатися не таким великим значенням, але врахуйте, що один мікроорганізм має масу близько однієї трильйонної часток грама.

Далі йде Марс, з максимальною біомасою 110 мільйонних часток грама на квадратний сантиметр, що може підтримуватися радіолізом. Якщо на Марсі існує життя, воно було б під землею, вкорінене у вічній мерзлоті, і потенційно могло б пояснити аномальні показники метану, які вчені спостерігають в атмосфері Марса.

Третім у списку – супутник Юпітера Європа. Вважається, що океан Європи існує під десятками кілометрів льоду, що занадто глибоко для космічних променів, та знаходиться всередині величезної магнітосфери Юпітера. І все ж команда Атрі підрахувала, що космічні промені можуть підтримувати біомасу до 4,5 мільярдних часток грама на кубічний сантиметр на глибині 1 метр. Як це можливо, якщо океан набагато глибший?

«Цілком імовірно, що за наявності соляних розчинів, які широко поширені по всій нашій Сонячній системі, вода може залишатися в рідкому стані навіть за дуже низьких температур», – сказав Атрі Space.com. Він уявляє собі кишені рідкої води на невеликій глибині під поверхнею Європи, в яких вода залишається рідкою завдяки солям, що діють як антифриз: «Мікроби можуть жити в неглибоких підземних середовищах за таких умов у кишенях, де існують такі розсоли».

Взаємодія космічних променів з льодом не лише генерує електрони для радіолізу. Вони також можуть викликати хімічні реакції, які можливі лише з вищими енергіями космічних променів, на відміну від світла від Сонця з нижчою енергією. Ці реакції можуть безпосередньо створювати складні органічні молекули, створюючи нові шляхи, за допомогою яких може формуватися життя.