Metanol i cyjanowodór na pokładzie. Nasz pozasłoneczny gość przy okazji zderzenia z odpowiednią planetą mógłby być katalizatorem procesu powstawania życia.
Wyobraź sobie butelkę z wiadomością wyrzuconą w przestrzeń przez obcą gwiazdę miliardy lat temu. Dryfuje przez zimny, pusty kosmos, pokonując odległości tak ogromne, iż choćby światło potrzebuje lat, by je przemierzyć. Aż w końcu, po niewyobrażalnie długiej podróży, trafia do naszego Układu Słonecznego. Tym listem z gwiazd jest kometa 3I/ATLAS – obiekt, który może nieść ze sobą coś więcej niż tylko lód i pył. Może być dosłownie nasieniem życia.
Dzięki obserwacjom przeprowadzonym przy użyciu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – najpotężniejszego radioteleskopu milimetrowego na Ziemi – udało się wykryć w gazowej otoczce komety 3I/ATLAS metanol i cyjanowodór w stężeniach niemal niespotykanych. To kamienie węgielne prebiologicznego świata – podstawowe składniki, z których mogły powstać pierwsze formy materii żywej.
Gość z obcych gwiazd
3I/ATLAS – gdzie I oznacza interstellar – to dopiero trzecia kometa spoza naszego Układu Słonecznego, którą udało się zaobserwować. Odkryto ją 1 lipca dzięki systemowi ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) działającemu w Chile. Ten kosmiczny wędrowiec porusza się po orbicie hiperbolicznej, co oznacza, iż odwiedzi nas tylko raz. Przeleci przez okolice Słońca i już nigdy nie wróci. Jest pielgrzymem w drodze, który zostawia po sobie jedynie ślad gazu i pyłu.
Najbardziej ekscytujące są jednak dane zebrane jesienią przez zespół Martina Ordinera z NASA Goddard Space Flight Center. Okazało się, iż kometa wyrzuca z siebie około 40 kilogramów metanolu na sekundę. Typowe komety z naszego Układu Słonecznego zawierają zaledwie około 2 proc. metanolu w swojej otoczce gazowej. W przypadku 3I/ATLAS ten udział sięga aż 8 proc.
Równocześnie kometa emituje cyjanowodór w ilości od 0,25 do 0,5 kg na sekundę. Stosunek metanolu do cyjanowodoru osiąga wartości od 79 do 124 – jedne z najwyższych, jakie kiedykolwiek zaobserwowano. Do tej pory podobne wyniki dała tylko jedna kometa: C/2016 R2.
Chemiczne sekrety, których komety zwykle nie zdradzają
Metanol – choć w ziemskim kontekście kojarzy się z toksycznym alkoholem – w kosmicznej chemii ma zupełnie inne znaczenie. Jest fundamentalnym budulcem bardziej złożonych cząsteczek, które mogą prowadzić do powstania życia. Trudno wyobrazić sobie drogę do wysokiej złożoności chemicznej bez udziału metanolu.
Cyjanowodór jest równie istotny. To z niego mogą powstawać nukleobazy i aminokwasy – podstawowe cegiełki RNA i białek. Już słynne eksperymenty Ureya i Millera z lat 50. XX wieku pokazały, iż cyjanowodór mógł powstawać w pierwotnej atmosferze Ziemi.
To, co wyróżnia 3I/ATLAS, to obfitość obu tych molekuł jednocześnie.
Historia zapisana w lodzie
Analiza trajektorii 3I/ATLAS wskazuje, iż pochodzi ona z gęstszych rejonów Drogi Mlecznej, zamieszkałych przez starsze gwiazdy. Jej wiek szacuje się na około 4,6 mld lat – tyle, ile liczy sobie nasz Układ Słoneczny. Kometa mogła przez setki milionów lat nie zbliżać się do żadnej gwiazdy. Jej materiały były więc zakonserwowane w kosmicznej hibernacji, w temperaturze sięgającej minus 270 stopni Celsjusza. Dopiero teraz, ogrzewana przez Słońce, zaczęła sublimować, uwalniając gaz i parę wodną.
Czy życie na Ziemi mogło mieć kosmiczne korzenie? To pytanie od dawna fascynuje naukowców. Hipoteza panspermii zakłada, iż organiczne składniki życia mogły zostać dostarczone na młodą Ziemię przez komety i meteoryty, a następnie – dzięki procesowi abiogenezy – przekształcić się w pierwsze organizmy. Dowody na to już mamy. W meteorytach znaleziono aminokwasy, nukleobazy i cukry – wszystkie niezbędne elementy życia. W laboratoriach udało się też odtworzyć podobne cząsteczki w warunkach symulujących kosmos.
Odkrycie 3I/ATLAS wzmacnia nową wersję tej hipotezy: wieloźródłową panspermię. Zakłada ona, iż życie mogło powstać dzięki wkładowi wielu komet z różnych systemów planetarnych, z których każda dostarczała unikalny zestaw molekuł. W tym scenariuszu Słońce pełni rolę katalizatora – ogrzewa komety i uwalnia ich chemiczne zasoby, które wzbogacają rezerwuar Ziemi.
Nasienie między gwiazdami
Skoro planety są powszechne – a wiemy, iż są – a organiczne molekuły mogą być dostarczane przez komety międzygwiezdne, to życie również może być znacznie bardziej pospolite, niż dotąd sądziliśmy. To ma bezpośrednie znaczenie dla poszukiwań życia pozaziemskiego. jeżeli komety dostarczają prebiologiczne składniki, to wiele planet mogło mieć szansę na powstanie życia. Egzoplanety krążące wokół odległych gwiazd mogły otrzymać takie nasiona od kosmicznych pielgrzymów.
W świetle tych odkryć hipoteza panspermii przestaje być marginalną spekulacją. Staje się realnym scenariuszem, wspieranym coraz bogatszymi obserwacjami. Być może przez miliardy lat takie nasiona cywilizacji rozprzestrzeniają się po galaktyce, zamieniając bezludne planety w kolebki ewolucji biologicznej.
Życie może być bezgraniczne – tak jak sam wszechświat.
