У традиційному уявленні про життя вода займає центральне місце. Саме на її наявність орієнтуються вчені, коли шукають потенційно придатні для життя екзопланети. Проте дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) доводять, що це бачення може бути надто обмеженим. У новому дослідженні вони демонструють, що іонні рідини, які здатні формуватися і залишатися стабільними в екстремальних умовах, можуть бути альтернативою воді як біологічному розчиннику. 1
Що таке іонні рідини і чим вони цікаві?
Іонні рідини — це солі, що залишаються в рідкому стані при кімнатній температурі. Вони складаються виключно з позитивно або негативно заряджених іонів. Найважливіше — вони полярні (мають розподіл заряду), а отже, можуть розчиняти інші полярні молекули, включно з такими важливими біомолекулами, як ферменти.
До їх переваг також належать:
- Стійкість до високих температур, які знищили б воду.
- Низький тиск парів, тобто вони майже не випаровуються навіть при мізерному атмосферному тиску — наприклад, на планетах із тонкою атмосферою.
Ці властивості можуть суттєво розширити так звану зону життя навколо зірок, включаючи планети, які раніше вважалися занадто гарячими або непридатними для підтримки води в рідкому стані.
Випадкове відкриття — результат експерименту, що не вдався
Ідея виникла з експерименту, під час якого дослідники намагалися вилучити органічні сполуки з атмосфери Венери, що насичена сірчаною кислотою. Коли вони намагалися випарувати кислоту, щоб залишити чисті органічні речовини, на поверхні залишалась рідина.
Згодом виявилось: сірчана кислота вступає в реакцію з гліцином (органічною амінокислотою), утворюючи іонну рідину. Такі рідини рідко виникають природним шляхом на Землі — єдиний відомий приклад стосується змішування отрут двох видів мурах. Але тепер стало зрозуміло, що іонні рідини можуть утворюватися, коли сірчана кислота проходить через органічні речовини — явище цілком можливе на планетах з вулканічною активністю.
Дослідники змоделювали поверхню планети, використавши базальтову плиту, і піддавали її дії сірчаної кислоти та гліцину за різних температур і тисків. Виявилось, що іонні рідини не лише утворювались, а й залишались стабільними в цих умовах.
Звісно, космос висуває інші виклики: залишкову сірчану кислоту потрібно усунути (наприклад, вона може проникати в пори породи), а органічні молекули мають витримати радіаційне навантаження. Але захистом можуть слугувати магнітні поля планети або ті ж самі породи, які вбирають кислоту.
Що це означає для пошуку життя у Всесвіті?
Це дослідження не є доказом існування позаземного життя, але відкриває нові сценарії, в яких життя може виникнути без води. Іонні рідини розширюють уявлення про те, де і як можуть з’явитися біохімічні системи, що функціонують за межами звичних нам умов.
Це важливий крок у розвитку астробіології — дисципліни, яка намагається передбачити, де шукати життя у Всесвіті та які його форми можуть бути зовсім не схожими на земні.
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
😲 Бонус! PDF-добірка «Найдивніші свята року».
