Подземная жизнь на Марсе? Космические лучи могут сделать её возможной⁠⁠

Революция в астробиологии: радиация как источник жизни

Новое исследование Центра астрофизики и космических наук (CASS) Нью-Йоркского университета в Абу-Даби кардинально меняет представления о возможности существования жизни во Вселенной. Под руководством Димитры Атри учёные доказали, что высокоэнергетические космические лучи - потоки частиц от сверхновых и чёрных дыр - могут поддерживать биологические процессы под поверхностью планет без солнечного света и геотермальной активности. Это открытие опровергает догму о необходимости "зоны Златовласки" - областей возле звёзд с условиями для жидкой воды на поверхности.

Механизм радиолиза: как тёмные миры обретают жизнь

Ключевой процесс, изученный командой, - радиолиз воды:

1. Расщепление молекул: Космические лучи, проникая в лёд или подземные водоёмы, бомбардируют молекулы H₂O, высвобождая электроны.

2. Энергетическая цепь: Электроны захватываются бактериями, которые используют их для синтеза АТФ - универсального "топлива" клеток.

3. Земные аналоги: В южноафриканских шахтах на глубине 2,7 км бактерия Desulforudis audaxviator выживает исключительно за счёт радиолиза в урановых рудах.

"Это подобно фотосинтезу, но без света: частицы заменяют фотоны", - поясняет Атри.

Рейтинг обитаемости: где жизнь наиболее вероятна

С помощью моделирования GEANT4 учёные оценили потенциал тел Солнечной системы учитывая глубину активности, энерговыделение и ключевые условия :

Энцелад (спутник Сатурна) - 2 м подо льдом - 10 млн молекул АТФ/грамм льда/сек - Глобальный океан + криовулканы.

Марс - Приповерхностный слой - Умеренное, но стабильное - Тонкая атмосфера + вечная мерзлота.

Европа (спутник Юпитера) - 3-5 м подо льдом - Ниже, чем на Энцеладе - Толстый лёд + солёная вода.

Энцелад лидирует благодаря трещинам во льду, через которые космические лучи легче достигают воды, а выбросы гейзеров позволяют изучать подповерхностный материал без бурения.

Радиолитическая зона обитаемости: новая парадигма

Исследователи ввели концепцию, которая расширяет границы поиска жизни:

• Традиционная "зона Златовласки": Требует жидкой воды на поверхности и тепла от звезды.

• Радиолитическая зона: Фокусируется на подземных резервуарах, где вода активируется космическими лучами, независимо от расстояния до светила.

Преимущества новой модели:

• Космические лучи проникают даже в межзвёздное пространство, делая потенциально обитаемыми триллионы тел за пределами "зоны Златовласки".

• Позволяет рассматривать ледяные карликовые планеты (например, Плутон) и спутники гигантов (Титан, Ганимед).

Инструменты для поиска: будущие космические миссии

Открытие уже повлияло на программы космических агентств:

1. NASA "Europa Clipper" (запуск в 2024 г.): Оснащён SIIOS (спектрометром для изучения ледяных выбросов) и радаром, сканирующим толщу льда до 30 км.

2. ESA "Розалинд Франклин" (2028 г.): Марсоход с буром, способным извлечь образцы с глубины 2 метра - уровня, где возможен радиолиз.

3. Проект "Энцелад Орбиландер": Посадочный модуль для анализа криовулканического материала на содержание органических соединений.

"Мы ищем следы водорода и пероксидов - химических маркеров радиолиза", - отмечает Атри в интервью для Universe Magazine.

Космические лучи и происхождение жизни

Гипотеза команды NYUAD выходит за рамки поддержания существующей жизни:

• Эксперименты показывают, что радиация может запускать абиогенный синтез:

  • Образование аминокислот и сахаров в ледяных зернах под действием частиц.

  • Моделирование на спутнике Энцелад подтвердило формирование глицина и аланина.

• Это указывает, что космические лучи могли быть "затравкой" для первых биомолекул в подлёдных океанах.

Философский сдвиг: одиноки ли мы во Вселенной?

Открытие радиолитической зоны обитаемости ведёт к переоценке фундаментальных вопросов:

• Статистика обитаемости: Если жизнь возможна не только у звёзд, число потенциальных биосфер в галактике может вырасти в 100 раз.

• Новые мишени для SETI: Следует искать техносигнатуры не только у солнцеподобных звёзд, но и у холодных субкарликов и одиночных планет-сирот.

• Экзотические формы жизни: В подлёдных океанах могут существовать организмы с кремний-углеродными цепями или использующие аммиак вместо воды.

Заключение: Наша Вселенная может быть полна жизни

Исследование Димитры Атри и её коллег - не просто теоретический прорыв. Оно меняет стратегию поиска внеземной жизни:

1. Инженеры разрабатывают новые зонды для бурения льда и детекции радиолитических маркеров.

2. Астробиологи включают в приоритеты ранее "мёртвые" миры вроде Энцелада.

3. Философы пересматривают антропоцентрические критерии обитаемости.

"Космические лучи, миллиарды лет считавшиеся разрушителями, оказались потенциальными творцами жизни. Это напоминает нам: Вселенная любит парадоксы", - резюмирует Атри в International Journal of Astrobiology.

Следующий шаг - обнаружение активных биологических процессов в образцах с Марса или Энцелада. Если гипотеза подтвердится, человечество впервые докажет: жизнь способна процветать в вечной тьме, питаясь частицами из глубин Галактики.

Dimitra Atri, Margaret Kamenetskiy, Michael May, Archit Kalra, Aida Castelblanco, Antony Quiones-Camacho. Estimating the potential of ionizing radiation-induced radiolysis for microbial metabolism on terrestrial planets and satellites with rarefied atmospheres. International Journal of Astrobiology, 2025; 24 DOI: 10.1017/S1473550425100025