Solíamos pensar en la Tierra como un mundo acuático. Nuestro planeta está cubierto en un 70% por océanos, de modo que desde el espacio parece una bola azul con rayas blancas de nubes y pequeños pedazos de tierra. Pero, de hecho, la profundidad de nuestros océanos es insignificante en comparación con el radio de la Tierra. Por masa, el agua es solo veinticinco milésimas de un porcentaje de la masa del planeta. ¿Podrían los astrónomos modernos determinar si hay agua en la Tierra si observan el sistema solar desde algún lugar con Alfa Centauro?
Ahora los científicos sacan conclusiones acerca de las masas de exoplanetas, observando con qué fuerza el planeta "mueve" su estrella por la interacción gravitatoria. Y la conclusión sobre el tamaño del exoplaneta se basa en la fuerza con que bloquea la luz, pasando entre la estrella y el telescopio. Luego, la masa se divide por el volumen y se obtiene una densidad aproximada del exoplaneta, a partir de la cual es posible obtener una idea de la distribución de gases, líquidos y sólidos en su masa. ¡Desafortunadamente, tales métodos no permiten arreglar el volumen de agua que hay en la Tierra! Es decir, en nuestro planeta, el agua es demasiado baja para que cuando miremos el objeto desde otra estrella, podamos relacionar la Tierra con el mundo, donde puede nadar o mojarse bajo la lluvia ...
La ciencia moderna permite concluir que hay agua en el exoplaneta solo si el agua es al menos el 10% de su masa. ¡Y el 10% es cuatrocientas veces más de lo que es ahora en la Tierra! Este es un océano gigante que cubriría completamente toda la superficie terrestre. Parecería que cuanto más agua, mejor para el surgimiento de la vida. No es de extrañar que el lema de los astrónomos que se han dedicado a la búsqueda de vida extraterrestre haya sido siempre la frase "¡Busca agua!". La vida, conocida por nosotros, es imposible sin el agua, ya que es precisamente el disolvente de las sustancias que llenan las células vivas. El agua es la base química de los procesos energéticos que llamamos vida. Su singularidad en este caso radica en el hecho de que permanece líquido en un rango muy amplio de temperaturas. Por lo tanto, la cuestión de si existe la posibilidad de que surja vida en un mundo donde hay mucha más agua que la nuestra, a primera vista parece paradójica.
Pero vamos a tratar de resolverlo. Científicos de la Universidad de Arizona realizaron un experimento virtual construyendo un modelo de procesos químicos en un exoplaneta idéntico a la Tierra. La única diferencia con respecto a nuestro mundo era el exceso de agua: los científicos han aumentado el volumen de los océanos más de 5 veces. En este caso, no había tierra en la superficie del planeta, y el proceso de erosión y lixiviación de las rocas desapareció por completo. Esto llevó al hecho de que el contenido de agua del fósforo se redujo de manera crítica, un elemento indispensable para la vida terrenal. Y sin el contenido de fósforo requerido, ni la molécula de ácido trifosfórico de adenosina (ATP) responsable de la energía de la vida, ni las moléculas de ARN y ADN pueden existir. Un mundo completamente cubierto por el océano puede no ser completamente sin vida, pero la vida allí seguramente será muy diferente de la vida marina. Lo más probable es que la vida en tales condiciones sea mucho menos densa, y sería mucho más difícil encontrarla en otro sistema estelar. La enorme presión del agua en el fondo puede crear formas de hielo superdensadas, como el hielo 6 y el hielo 7 (este es un tipo de hielo de agua). Una capa de hielo de este tipo conduciría al aislamiento del agua de las rocas duras, lo que haría que el proceso de evolución química sea aún más problemático. Por lo tanto, sobre la cuestión del surgimiento y la prosperidad de la vida, "más agua" no significa "mejor". ¿Quizás tales planetas son exóticos y los problemas descritos no son estadísticamente significativos para el origen de la vida? Resulta que los científicos se inclinan a creer que puede haber más mundos acuáticos similares en el Universo que planetas pedregosos como nuestra Tierra o Marte.
La piedra y el agua están distribuidas aproximadamente por igual en el sistema solar, que es la parte principal del cinturón de asteroides (entre Marte y Júpiter) y el cinturón de Kuiper (más allá de la órbita de Neptuno). En el sistema más conocido, después del sistema Solar - Trappist-1, los 7 exoplanetas tienen más agua que la Tierra. Según los astrofísicos, los objetos más cercanos a la estrella consisten en aproximadamente un 10% de hielo y agua líquida. Exoplanetas externos Trappist-1 - del hielo alrededor del 50%. Parece que todos estos mundos están completamente cubiertos de agua y hielo y con un alto grado de probabilidad son estériles.
Desafortunadamente, resulta que todos los exoplanetas, en los que los científicos modernos detectan agua, probablemente carezcan de vida. Pero si el telescopio Hubble no permite detectar mundos similares a la Tierra en términos de volúmenes de agua, ¿tal vez esto puede hacerse con el telescopio de James Webb? Este milagro de la tecnología se lanzará a la órbita en 2020 y podrá analizar la atmósfera de los gigantes de exoplanetas. Sin embargo, lo más probable es que no responda a esta pregunta. La técnica que permitiría encontrar agua en el gemelo de la Tierra desde la distancia interestelar solo se está desarrollando y aparecerá en órbita a mediados del siglo XXI.
¿Pero quizás no deberíamos buscar vida en los mundos acuáticos hasta ahora? Después de todo, literalmente a nuestro lado, en unos 500 millones de kilómetros, hay un enorme océano de agua salada. Estamos hablando de Europa, el satélite de Júpiter, bajo cuyo hielo se encuentra una columna de agua de 100 kilómetros. El suministro de agua en Europa es el doble o incluso tres veces el océano de la tierra. Este descubrimiento, realizado por el aparato de Galileo, no fue el único descubrimiento de agua por los planetas gigantes del sistema solar. En 2005 La sonda de Cassini registró géiseres que golpeaban desde debajo del hielo del satélite Encelado de Saturno. Y después de 10 años, este aparato incluso voló a través de un chorro de este tipo, tomando muestras y encontrando allí además de agua, nitrógeno, dióxido de carbono, hidrógeno, metano y amoníaco. Tal composición de emisiones sugiere que en las profundidades de la actividad hidrotermal de Enceladus está hirviendo con fuerza y principal, el agua, bajo la influencia de altas temperaturas, interactúa con rocas sólidas y se descompone en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno para cuerpos pequeños es un marcador de actividad química: es el elemento más liviano de la tabla periódica y, sin la formación constante, desaparece rápidamente en el espacio sin dejar rastro. Significa que en algún lugar dentro de Encelado hay un proceso constante de formación de hidrógeno, por lo tanto, hay una energía del tipo que permite que existan microorganismos prehistóricos en la Tierra.
Archaea: organismos unicelulares que no tienen un núcleo, se utilizan como energía orgánica, amoníaco e hidrógeno como fuentes de energía. Algunas arqueas emiten metano, que para los científicos es uno de los posibles marcadores de vida en los planetas. Tales microorganismos, los metanógenos, existen en la Tierra en ausencia de luz solar, en condiciones extremas que no son mejores que los cósmicos. Si los metanógenos en la Tierra están incrustados en el ecosistema de las criaturas más extrañas de nuestra Naturaleza: los gusanos tubulares, ¿por qué no coexistir con organismos extraños de Encelado o Europa? En nuestro propio planeta hay lugares increíbles donde la vida existe a una temperatura de 500 grados y con una presión de 200 atmósferas. Además, los ecosistemas de los "fumadores negros" existen sin luz solar, la principal fuente de energía para la vida en nuestro planeta. Tales condiciones son similares a las que pueden existir bajo el hielo de las lunas de Saturno y Júpiter. Sin embargo, los científicos son muy cautelosos sobre la posibilidad de la existencia de formas de vida complejas en estos mundos acuáticos. Incluso entusiasta de la búsqueda de vida extraterrestre, Seth Shostak, director del centro de investigación SETI, dice que para las formas de vida multicelulares, la energía bajo el hielo de Europa y Encelado probablemente no sea suficiente. La vida podría haberse desarrollado allí durante más de 4 mil millones de años, pero es poco probable que alguna vez nos encontremos allí con un atún u otra criatura cuya vida requiera tanta comida como los peces del planeta Tierra. Pero incluso el descubrimiento de bacterias sería un gran avance para la ciencia terrenal. Pero parece que la astronomía sola no es suficiente para responder a la pregunta de si hay bacterias en los satélites de los planetas gigantes. La única salida es volar a Júpiter y Saturno y entender en el lugar. Parece que la respuesta inequívoca a la cuestión de la existencia de vida en otros planetas y satélites del sistema solar y en planetas exo, la recibiremos solo a mediados del siglo XXI.
Entonces, ¿qué podemos decir con seguridad hoy? El descubrimiento de enormes cantidades de agua en el sistema solar fuera de la Tierra ha cambiado significativamente el paradigma del pensamiento de los exobiólogos. Antes de las misiones a Júpiter y Saturno, los científicos asumieron que todos los satélites serían similares a la Luna y Fobos: rocas, polvo y desierto seco. El agua líquida en volúmenes que exceden el océano de la Tierra es un regalo para los entusiastas que buscan vida extraterrestre. Si tenemos tanta agua a nuestro lado, entonces no debería ser menos en otros sistemas estelares. Gracias a los descubrimientos que hizo el telescopio Hubble, sabemos que una estrella sin planetas es un fenómeno raro. Casi todos tenemos su propio sistema planetario. El primer elemento en el universo es el hidrógeno, el tercero más común es el oxígeno. Es lógico que su unión, el agua, esté ampliamente representada en cualquier galaxia. De hecho, los astrónomos ahora están encontrando agua no solo en los planetas, sino también en las nubes interestelares y en los discos protoplanetarios. Abundan las aguas en el espacio. Por lo tanto, cuando observamos el cielo nocturno, se puede argumentar que casi todas las estrellas tienen su propio mundo acuático.
