Kosmiczni posłańcy życia

Związki chemiczne, które wywąchała na komecie misja Rosetta, pięknie nie pachną. Ale ich obecność ma wielkie znaczenie dla starej hipotezy o tym, jak we Wszechświecie rozprzestrzenia się życie.

03.04.2016

Czyta się kilka minut

Lądownik Philae na powierzchni komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko (wizualizacja) / Fot. NASA
Lądownik Philae na powierzchni komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko (wizualizacja) / Fot. NASA

To była jedna z bardziej spektakularnych misji w historii badań kosmicznych: nie tylko wysłać sondę na spotkanie komety, ale też na niej wylądować. Rosetta, sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA, wystartowała w marcu 2004 r. Po przebyciu kilkuset milionów kilometrów, po skomplikowanej wędrówce w okolicach pasa planetoid oraz Marsa, latem 2014 r. weszła precyzyjnie na orbitę wokół odkrytej w 1969 r. komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. W listopadzie 2014 r. jej lądownik o nazwie Philae osiadł, nie bez problemów, na powierzchni jądra komety, by wykonać pomiary: składu chemicznego, mineralogicznego oraz izotopowego.

Już samo lądowanie było wielkim majstersztykiem. Jądro komety ma siłę przyciągania kilkaset tysięcy razy mniejszą niż ziemska grawitacja. Philae na Ziemi przyciągany był siłą 1000 niutonów, zaś kometa przyciąga go z siłą 0,01 niutona. Jest tam lekki jak piórko.

W efekcie, lądując, odbił się kilkakrotnie i znieruchomiał dopiero w miejscu, gdzie praktycznie nie dociera światło słoneczne. Dlatego badania wykonano w dość ograniczonym zakresie. 12 lutego 2016 r. ESA ogłosiła, że Philae zamilkł na dobre.

Ale i tak zdążył przesłać niezmiernie interesujące wyniki.

Organiczny budulec

Dotychczas uznawano, że komety podobne do 67P/Czuriumow-Gierasimienko są olbrzymimi brudnymi śnieżkami. Tymczasem powierzchnia jądra okazała się twarda. Do jej badania służył przyrząd MUPUS, w którego konstruowaniu wzięli udział polscy badacze z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Miał wbić w grunt specjalny penetrator, aby bezpośrednio ocenić jego miąższość. Niestety, kometa odmówiła współpracy. Nawet najsilniejsze uderzenia (tzw. desperate mode) nie pozwoliły na penetrację gruntu. Można więc sądzić, że jądro tej komety ma strukturę i twardość zbliżoną do ziemskiego pumeksu lub lodu. Nie dało się zbadać wewnętrznej temperatury jądra, jednak wiadomo, że na powierzchni wynosi ona od -180 do -140 st. C.

Bardzo istotne wyniki uzyskano z badań spektroskopowych, które prowadził m.in. instrument COSAC. Pobrał on pierwsze próbki gazu już w odległości 10 km od powierzchni, kolejne po pierwszym zetknięciu z kometą, a ostatnie w miejscu ostatecznego lądowania.

Okazało się, że w próbkach zidentyfikowano 16 różnych molekuł organicznych. Związków zbudowanych z atomów węgla, wodoru i azotu, mogących stanowić cegiełki życia. Po raz pierwszy w materiale kometarnym znaleziono aceton, acetamid, aldehyd propionowy oraz izocyjanian metylu. Oczywiście, to w ogóle pierwsze związki badane bezpośrednio, metodą „obwąchiwania”, a nie technikami radioastronomicznymi.

Co prawda nie stwierdzono związków siarki – kolejnego istotnego dla powstania życia pierwiastka, ale pochodne siarkowe zidentyfikował instrument ROSINA na pokładzie sondy Rosetta orbitującej wokół komety. Dowodzi to jej dużej niejednorodności. Gazy uwalniane przez parujące (a ściślej: sublimujące, czyli przechodzące od razu ze stanu stałego w gazowy) jądro komety zawierają m.in. siarkowodór, dwusiarczek węgla oraz dwutlenek siarki.

Czyli pozostawia ona za sobą niezbyt miły zapach. Jak pisze Kathrin Altwegg z Uniwersytetu Berneńskiego, główna badaczka projektu ROSINA: zapach komety daleki jest od perfum, to mieszanina odoru zgniłych jaj (H2S), końskiej stajni (NH3) oraz ostrego, duszącego formaldehydu (HCHO).

Głównymi jednak składnikami mieszaniny uwalnianej przez kometę są woda, tlenek oraz dwutlenek węgla. I tu kolejne zaskoczenie: niespodziewanie znaleziono w niej spore ilości tlenu cząsteczkowego (O2) – takiego jakim oddychamy na Ziemi. Szczegółowa analiza wykazuje jednak, że cząsteczki te musiały być uwięzione wewnątrz jądra już na etapie jego powstawania. To zaskakujące wyniki, dotychczas w żadnych zdalnych badaniach komet nie stwierdzono obecności tlenu w takiej formie. Uczeni będą musieli zdecydowanie zmienić poglądy na tworzenie się i ewolucję komet. Oraz na powstanie i ewolucję Układu Słonecznego.

Co to wszystko znaczy? Trudno było rzecz jasna oczekiwać, że badania wykażą obecność życia w takiej formie, jak na Ziemi, ale jednak są one znamienne. Misja Rosetta nie znalazła wprawdzie na komecie gotowego domu, ale jednoznacznie stwierdzono, że na miejscu jest cement, cegły rozmaitego rodzaju i woda. A więc sporo istotnych elementów, z których buduje się domy.

To mocne potwierdzenie dla starej hipotezy, że życie rozprzestrzenia się w kosmosie za sprawą komet.

Gwiezdne rozsadniki

Szwedzki fizyk i chemik Svante Arrhenius (1859–1927) stworzył m.in. pojęcie dysocjacji elektrolitycznej, prowadził badania zorzy polarnej, temperatury planet i Słońca, sformułował też hipotezę globalnego ocieplenia spowodowanego dwutlenkiem węgla. To on także jako pierwszy opisał szczegółowo hipotezę tzw. panspermii.

Samo słowo jest znacznie starsze: użył go już w V wieku p.n.e. grecki filozof Anaksagoras, który sądził, że Wszechświat jest pełen zarodków materii ożywionej i nieożywionej, a tylko niektóre z nich zaczynają się rozwijać. Zgodnie zaś z hipotezą panspermii Arrheniusa, życie miało być przenoszone z jednych planet na inne przez bakterie wędrujące swobodnie w przestrzeni kosmicznej. Ruch mikroorganizmów miał być powodowany ciśnieniem promieniowania.

Jak dotąd nie udało się udowodnić, że organizmy żywe faktycznie dotarły na Ziemię z przestrzeni kosmicznej. Ale istnieje też wersja tej hipotezy zwana panspermią molekularną. Zgodnie z nią w kosmosie przenoszone są nie tyle organizmy żywe, co mniej lub bardziej złożone związki organiczne. Gdy trafią na miejsce przeznaczenia, stają się swoistym zalążkiem życia.

I to akurat jest bardzo prawdopodobne, ponieważ Wszechświat pełen jest związków węgla. Co więcej, w 2015 r. uczeni z NASA wykazali, że w warunkach zbliżonych do przestrzeni kosmicznej możliwa jest samorzutna synteza związków będących prekursorami DNA i RNA ze względnie prostych substratów, takich jak pirymidyny.

Do współczesnych zwolenników teorii panspermii należą astronom Fred Hoyle, współodkrywca struktury DNA Francis Crick oraz popularny astrofizyk Neil deGrasse Tyson. Uważają oni, że materia organiczna wędruje w kosmosie z wykorzystaniem takich obiektów jak meteory czy komety. Wyniki badań misji Rosetta także przemawiają na korzyść tej hipotezy.

Choć lądownik Philae zamilkł, misja Rosetta nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa. Podstawowy plan zakładał, że będzie ona wykonywać badania i przesyłać wyniki na Ziemię do końca grudnia 2015. Stworzono jednak swoisty aneks do tego planu, zgodnie z którym sonda zakończy misję prawdopodobnie we wrześniu 2016 r. W widowiskowy sposób.

Jej orbita będzie powoli obniżana, aż sonda zderzy się z powierzchnią jądra komety. Po to, żeby można było wykonać więcej zdjęć o bardzo wysokiej rozdzielczości oraz istotnych badań.

Przed nami więc jeszcze wiele ekscytujących doniesień. ©

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
79,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]

Artykuł pochodzi z numeru TP 15/2016