Коли науковці отримали можливість детально вивчати спектри космічних об’єктів, визначаючи їхній хімічний склад, то одна речовина цікавила їх особливо сильно — вода. Зараз дослідники дізналися, що її за межами Землі дуже багато, і це сильно вплинуло на те, як ми сприймаємо космос.
Головна таємниця Всесвіту
Вода — це речовина, молекула якої складається з одного атома кисню та двох атомів водню. Саме її наявність у складі космічного об’єкта найбільше привертає увагу вчених, бо це одразу змушує замислитися над питанням про те, чи може там існувати життя. Але чому саме їй приділяють найбільше уваги?
Відповідь на це запитання тісно пов’язана з іншим: наскільки те, що розташоване за межами Землі, схоже на те, що ми бачимо на ній? Це питання непокоїло філософів ще 2000 років тому. Щоправда, тоді навіть процеси, що відбувалися на Землі, науковці пояснювали доволі туманно. Атмосферні явища й лісові пожежі, річки та гори, тварини й рослини видавалися проявами взаємодії всього чотирьох стихій, або елементів: води, вогню, землі та повітря.
Принаймні, так стверджували головний науковий авторитет наступної тисячі років Арістотель і його вчитель Платон. Щодо того, з чого складаються небесні сфери, які, як тоді вважали, оточують нерухому Землю, єдиної думки не було, але основним їхнім складником називали п’яту стихію — ефір. Таким чином небесне протиставлялося земному навіть на рівні того, з чого вона складається. Зрештою, ніхто не міг його помацати й сказати, що це не так.
Минали століття, людство накопичувало знання. В астрономії утвердилася ньютонівська механіка, і стало зрозуміло, що рух небесних тіл підпорядковується тим самим законам, що й рух об’єктів на Землі. Водночас почала розвалюватися теорія Арістотилевих стихій, на зміну їй прийшли сучасна атомарна теорія та термодинаміка, які згодом змогли звести усі перетворення речовини до хімічних реакцій.
Проте проблема недоступності космічної речовини для безпосереднього дослідження в лабораторії залишалася. Здавалося б, це перетворювало питання про те, чи існує десь у космосі місце, схоже на Землю, на таке, на яке наука не здатна дати відповіді. Недарма ж філософ 18 століття Іммануїл Кант називав зоряне небо та світ всередині людської душі двома речами, які ми не можемо раціонально пізнати.
Вода як основа життя
Проте вже XIX століття внесло значні зміни у це питання. Бо, з одного боку, з’явилася спектроскопія, яка дозволяла визначити хімічний склад скільки завгодно віддаленого об’єкта без необхідності торкатися його, а з іншого — з’явилися біохімія і клітинна теорія. Стало зрозуміло, що життя — це теж сукупність хімічних процесів, які відбуваються у водних розчинах, і навіть кожну окрему клітину живого організму можна розглядати як мікроскопічний резервуар із ними.
Здавалося б, на початку ХХ століття науковці мали усі можливості для виявлення життя за межами нашої планети, але чим більше людство дізнавалося про світ навколо, тим більше схилялося до думки, що відповідь на питання про наявність за межами Землі не самого життя, а бодай умов для його існування, найімовірніше, буде негативною.
І це збільшувало песимістичні настрої, бо виходило так, що людство стільки століть долало, здавалося б, фундаментальну неможливість «помацати» космос, лише для того, щоб зрештою дізнатися, що він — мертвий.
Багато в чому так сталося через недосконалість техніки ХХ століття. Вона дозволяла піддавати спектроскопічним дослідженням переважно тіла сонячної системи та зорі, на яких вистачає і водню, і кисню, але та сама молекула, у якій вони об’єднані правильним чином, відсутня.
Рідку воду роблять унікальною її хімічні особливості. Вона розчиняє значну частину неорганічних речовин, а ось великі органічні молекули тільки отримують можливість вільно плавати у ній і відносно легко приєднувати одиничні атоми та їхні групи. Інші речовини або занадто легко руйнують органіку, або, навпаки, не можуть розчинити деякі речовини, або ж не дають можливості утворюватися стійким розчинам.
Саме тому пошук рідкої води у космосі у 1990-ті роки перетворився на одну з головних цілей сучасної астрономії, бо ствердна відповідь автоматично мала означати, що десь існують умови для життя, а може, і саме життя. І цей ажіотаж триває й досі.
Води у космосі багато
Водночас саме у 1990–2000 роки тенденція з оцінками води у космосі почала змінюватися. Було доведено, що вона (хоч і у вигляді криги) є навіть на полюсах Місяця, а на Марсі навіть може існувати у рідкому стані, хоча й у вигляді перенасичених розчинів.
У зовнішній частині Сонячної системи її в якийсь момент виявилося чи не більше, ніж каменю. Зокрема, супутники планет-гігантів значною мірою складаються саме з криги й на певній глибині навіть можуть мати її у рідкому вигляді.
Знайшли воду і за межами Сонячної системи. Спочатку — біля квазарів, а потім — у холодних газопилових хмарах. У 2010 році стало зрозуміло, що сама по собі вона як речовина не така і рідкісна у Всесвіті, як здавалося, й існувала ще до виникнення Сонячної системи.
Тож насправді сама по собі вода не така вже й сенсація, але люди за звичкою продовжують говорити про кожен випадок знаходження її як про можливе відкриття позаземного життя.
Характерною тут є історія з екзопланетою K2-18 b. Спочатку, у 2019 році, за допомогою спектроскопії на ній виявили водяну пару, а згодом — метан та інші органічні сполуки. Нарешті, у 2025 році планета стала справжньою сенсацією, коли в її атмосфері виявили диметилсульфід, що змусило багатьох заявити про можливу ознаку існування життя.
Проте науковці, які займалися її вивченням, вже кілька років достатньо обережні в заявах, і недарма. Бо насправді К2-18 b — суперземля, що за розміром у 2,6 раза перевищує нашу планету, а за масою — у 8,63 раза.
Дослідження показують, що вона має бути так званим гікеаном — планетою, поверхня якої повністю вкрита океаном глибиною у кілька сотень кілометрів. А над ним має існувати щільна атмосфера, яка не демонструє присутності великої кількості кисню. Переважно це водень і трохи водяної пари.
Найімовірніше, на планеті існує дуже потужний парниковий ефект. Але навіть якщо температура біля поверхні перебуває в межах, комфортних для земного життя, надзвичайно високий тиск робить існування живих організмів неможливим.
То чи треба шукати воду?
Взагалі ситуація з К2-18 b показала, наскільки далеко може завести парадигма «вода — це життя». Бо насправді є купа інших факторів, які не менш важливі, але люди багато в чому продовжують користуватися уявленнями, які склалися в ті роки, коли вважалося, що цієї речовини в космосі мало.
Річ у тім, що наявність води навіть у рідкій формі сама по собі перестала бути найкращим індикатором наявності життя у космосі. Науковці встигли виявити там чимало складних органічних молекул, зокрема компонентів ДНК, РНК і білків.
На якому етапі складні хімічні реакції можна вважати життям — питання і досі лишається дискусійним. Проте вже зрозуміло, що перші кроки у цьому напрямку відбулися ще тоді, коли ці молекули ще перебували у космосі, й максимум рідкої води, який вони мали, — це тонкі плівки на поверхні силікатних зерен.
Тож чи варто шукати у космосі воду? Безумовно, особливо якщо йдеться про рідку воду, адже вона залишається головним середовищем для існування життя. Чи варто кожне повідомлення про її виявлення сприймати як відкриття, здатне перевернути наші уявлення про космос? Ні, адже ми вже знаємо, що він сповнений води — принаймні у найрізноманітніших формах.
