Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια ομάδα πλανητών έξω από το ηλιακό μας σύστημα (εξωπλανήτες), όπου υπάρχουν οι ίδιες χημικές συνθήκες που πιθανότατα έχουν οδηγήσει στη δημιουργία ζωής στη Γη. Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Cambridge και του Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας του Συμβουλίου Ιατρικών Ερευνών (MRC LMB) διαπίστωσαν ότι οι πιθανότητες για ανάπτυξη της ζωής στην επιφάνεια ενός βραχώδους πλανήτη όπως η Γη συνδέονται με τον τύπο και τη δύναμη του φωτός που εκπέμπεται από το αστέρι του.
Η μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances, προτείνει ότι τα αστέρια που παράγουν επαρκή υπεριώδη ακτινοβολία (UV) θα μπορούσαν να ωθήσουν στη δημιουργία ζωής, στους πλανήτες, γύρω από τους οποίους βρίσκονται σε τροχιά, με τον ίδιο τρόπο που αναπτύχθηκε πιθανότατα στη Γη, , όπου η ακτινοβολία UV προκάλεσε αντιδράσει που παρήγαν τα δομικά στοιχεία της ζωής.
Οι ερευνητές έχουν εντοπίσει μια σειρά πλανητών όπου το υπεριώδες φως από το αστέρι τους είναι αρκετό για να επιτρέψει αυτές τις χημικές αντιδράσεις να πραγματοποιηθούν και που βρίσκονται μέσα στην κατοικήσιμη περιοχή όπου μπορεί να υπάρχει υγρό νερό στην επιφάνεια του πλανήτη.
“Αυτό το έργο μας επιτρέπει να περιορίσουμε τα καλύτερα μέρη για να αναζητήσουμε ζωή”, δήλωσε ο δρ Paul Rimmer, ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής με συμμετοχή στο Cavendish Laboratory του Cambridge και το MRC LMB.
Η νέα μελέτη είναι το αποτέλεσμα μίας συνεχιζόμενης συνεργασίας μεταξύ του εργαστηρίου Cavendish και του MRC LMB, που περιλαμβάνει έρευνα οργανικής χημείας και εξωπλανήτες. Βασίζεται στο έργο του καθηγητή John Sutherland, ενός συν-συγγραφέα στην παρούσα εργασία, ο οποίος μελετά τη χημική προέλευση της ζωής στη Γη.
Σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε το 2015, η ομάδα του καθηγητή Sutherland στο MRC LMB πρότεινε ότι το κυάνιο, αν και θανατηφόρο δηλητήριο, ήταν στην πραγματικότητα ένα βασικό συστατικό στην αρχέγονη «σούπα» από την οποία γεννήθηκε όλη η ζωή στη Γη.
Στην υπόθεση αυτή, άνθρακας από μετεωρίτες που έπεσαν στη νεαρή Γη αλληλεπιδρούσε με άζωτο στην ατμόσφαιρα για να σχηματίσει κυανιούχο υδρογόνο. Το κυανιούχο υδρογόνο πλημμύρισε την επιφάνεια, όπου αλληλεπίδρασε με άλλα στοιχεία με διάφορους τρόπους, που τροφοδοτήθηκαν από το υπεριώδες φως από τον ήλιο. Οι χημικές ουσίες που παρήχθησαν από αυτές τις αλληλεπιδράσεις δημιούργησαν τα δομικά στοιχεία του RNA, του στενού συγγενή του DNA, που οι περισσότεροι βιολόγοι πιστεύουν ότι ήταν το πρώτο μόριο της ζωής που μεταφέρει πληροφορίες.
Στο εργαστήριο, η ομάδα του Sutherland ανασχημάτισε αυτές τις χημικές αντιδράσεις κάτω από τους λαμπτήρες υπεριώδους ακτινοβολίας και δημιούργησε τα πρόδρομα λιπιδίων, αμινοξέων και νουκλεοτιδίων, τα οποία αποτελούν βασικά συστατικά των ζωντανών κυττάρων.
Οι δύο ομάδες πραγματοποίησαν μια σειρά εργαστηριακών πειραμάτων για να μετρήσουν πόσο γρήγορα μπορούν να σχηματιστούν τα δομικά στοιχεία της ζωής από κυανιούχο υδρογόνο και ιόντα θειώδους υδρογόνου σε νερό όταν εκτίθενται σε υπεριώδες φως. Στη συνέχεια πραγματοποίησαν το ίδιο πείραμα απουσία φωτός.
“Υπάρχει χημεία που συμβαίνει στο σκοτάδι: είναι πιο αργή από τη χημεία που συμβαίνει στο φως, αλλά είναι εκεί”, δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας, καθηγητής Didier Queloz, επίσης από το εργαστήριο Cavendish. «Θέλαμε να δούμε πόσο φως θα χρειαζόταν στην χημεία φωτός να κερδίσει τη σκοτεινή χημεία».
Το ίδιο πείραμα διεξάγεται στο σκοτάδι με το κυανιούχο υδρογόνο και το όξινο θειώδες να έχει ως αποτέλεσμα μια αδρανή ένωση η οποία δεν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να σχηματίσει τα δομικά στοιχεία της ζωής, ενώ το πείραμα που πραγματοποιήθηκε κάτω από τα φώτα είχε ως αποτέλεσμα τα απαραίτητα δομικά στοιχεία.
Οι ερευνητές συνέκριναν στη συνέχεια την ελαφριά χημεία με τη σκοτεινή χημεία έναντι του υπεριώδους φωτός διαφορετικών αστεριών. Σχεδίασαν την ποσότητα φωτός UV που είναι διαθέσιμη στους πλανήτες σε τροχιά γύρω από αυτά τα αστέρια για να καθορίσουν πού θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί η χημεία.
Βρήκαν ότι τα αστέρια γύρω από την ίδια θερμοκρασία όπως ο ήλιος μας, έβγαλα αρκετό φως για να σχηματιστούν τα δομικά στοιχεία της ζωής στις επιφάνειες των πλανητών τους. Τα κρύα αστέρια, από την άλλη πλευρά, δεν παράγουν αρκετό φως για να σχηματίσουν αυτά τα δομικά στοιχεία, εκτός εάν έχουν συχνές ισχυρές ηλιακές εκλάμψεις που θα ωθούν σταδιακά τη χημεία προς τα εμπρός, βήμα προς βήμα. Οι πλανήτες που λαμβάνουν αρκετό φως για να ενεργοποιήσουν τη χημεία και μπορούν να έχουν υγρό νερό στις επιφάνειές τους, ανήκουν σε αυτό που οι ερευνητές έχουν ονομάσει ζώνη αβιογένεσης.
Μεταξύ των γνωστών εξωπλανητών που βρίσκονται στη ζώνη αβιογένεσης είναι αρκετοί πλανήτες που ανιχνεύονται από το τηλεσκόπιο Kepler, συμπεριλαμβανομένου του Kepler 452b , ενός πλανήτη που έχει αποκαλεί “ξάδελφος” της Γης, αν και είναι πολύ μακριά για να ανιχνεύσει με την τρέχουσα τεχνολογία. Τα τηλεσκόπια της επόμενης γενιάς, όπως το TESS και το James Webb Telescopes της NASA, ελπίζουμε ότι θα είναι σε θέση να αναγνωρίσουν και να χαρακτηρίσουν ενδεχομένως πολλούς άλλους πλανήτες που βρίσκονται μέσα στη ζώνη αβιογένεσης.
Φυσικά, είναι επίσης πιθανό ότι εάν υπάρχει ζωή σε άλλους πλανήτες, ότι έχει ή θα αναπτυχθεί με εντελώς διαφορετικό τρόπο από ό, τι στη Γη.