Медленный перенос жизни может быть эффективнее быстрого

Группа исследователей под руководством Эдварда Бельбруно из Принстонского университета (США) провела моделирование механизма так называемого слабого переноса медленно летящими метеоритами (порождёнными столкновениями Земли с астероидами) живых микроорганизмов к другим планетным системам. В противовес большинству ранних работ новые результаты выглядят весьма обнадёживающе. Более того, сам факт такого переноса — литопанспермии — в рамках предложенной модели является почти безальтернативным.

Напомним, нынешней весной японские исследователи высоко оценили шансы земных пород, вырванных из нашей планеты попаданием астероида более полусотни миллионов лет назад, долететь до ближайшей «суперземли». Правда, они рассматривали лишь такие метеориты и обломки, которые двигались со скоростями более 10 км/с.

Напротив, авторы рассматриваемой работы изучали возможность переноса тел между планетарными системами при минимально возможных энергиях; при этом скорость обломков, образовавшихся в результате столкновений, не превышает 0,1 км/с. Это значит, что они движутся по параболическим орбитам, а время перемещения составляет миллионы лет. Зато вероятность осуществления такого переноса существенно подросла.

Наибольший интерес в этом сценарии, по мнению исследователей, представляют первые сотни миллионов лет после формирования планет. Дело в том, что образование звёзд (и планетных систем) происходит внутри относительно плотных открытых звёздных скоплений, где в сфере не более парсека в диаметре одновременно находятся от 100 до 1 000 молодых звёзд, что весьма актуализирует захват обломков планет одной из таких звёзд другим светилом.

Через сотни миллионов лет после начала звездообразования открытые скопления постепенно рассеиваются. У скопления, в котором возникло Солнце, на это ушло около 700 млн лет. Однако до этого в планетных системах скопления может произойти всякое. К примеру, нечто вроде поздней тяжёлой бомбардировки (ПТБ), которая затронула Землю (и систему в целом) 3,8–4,0 млрд лет назад. Согласно ряду предположений, она началась уже после первичного формирования жизни на нашей планете.

По подсчётам авторов работы, вероятность переноса материала нашей планетной системы, попавшего в космос в ходе ПТБ, в соседнюю по скоплению составляет порядка 100 трлн — 30 квдрлн событий (для обломков тяжелее 10 кг). Из них примерно 200 млрд имели земное происхождение. Увы, не вполне ясно то, как много из них несли на себе первых представителей земной жизни. Впрочем, с учётом многочисленности обломков, какое-то их количество, несомненно, могло быть «заселено» (если, конечно, к тому моменту жизнь уже была).

Само собой, остаётся открытым вопрос о том, могут ли организмы, оказавшиеся на/в небольших обломках, выжить. Учёные подчёркивают, что именно поэтому посчитали минимальную массу обломка, равной 10 кг. Ссылаясь на исследование 2009 года, в котором они консультировали астробиологов, авторы отмечают, что, согласно моделированию, на обломке диаметром в три сантиметра несколько организмов сохранят жизнеспособность в течение 12 млн лет. А для объектов диаметром в 2,76 м потенциальное время дрейфа простейших может достигать 500 млн лет. В любом случае у объектов от 90 см в диаметре и их «пассажиров» в запасе были десятки миллионов лет, что вполне хватало для переноса первых протобактерий в другую звёздную систему. (Разумеется, чтобы процветать там, им нужны подходящие условия.)

Первые свидетельства наличия воды на Земле датируются 290 млн лет после образования Солнечной системы. Можно предположить, что сходные условия характерны и для многих планет звёзд того открытого звёздного скопления, в котором образовалось Солнце. Следовательно, подытоживают астрономы, при условии раннего зарождения жизни обмен первыми организмами между Солнцем и его соседями мог произойти примерно 300 млн раз за первые 700 млн лет.

Любопытно, что у этого процесса есть и другая сторона. Если предположить, что процессы типа поздней тяжёлой бомбардировки имели место и у соседей Солнца, причём у таких, которые уже имели свои планеты с первичной жизнью, то сходное количество случаев переноса могло иметь место и в обратном направлении.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Astrobiology, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Принстонского университета.