To, že komety obsahují organické molekuly, je jedna věc; to, že je dokážou uložit na planetu, aniž by je po cestě zničily, je věc zcela jiná. To je hlavní závěr výzkumu, který nedávno zveřejnil v časopise Nature tým z Univerzity v Cambridge a který podrobil numerické analýze jednu z nejzajímavějších hypotéz o původu života na Zemi: myšlenku, že obrovská ledová tělesa z vesmíru sem přinesla základní chemické složky potřebné k vzniku života.
Richard Anslow, hlavní výzkumník této práce, shrnuje dilema takto: „V minulosti si vědci mysleli, že komety byly důležité pro vznik života na Zemi, protože přenášely molekuly obsahující uhlík a dusík.“ Tyto kosmické sněhové koule se jevily jako dokonalá chemická zkratka, schopná přímo dodat sloučeniny, které prebiotická chemie potřebovala. „Je to romantická představa, ale naše výsledky naznačují, že je to velmi nepravděpodobné,“ varuje.
Hlavní překážkou je síla samotného nárazu. Když jedno z těchto těles narazí do planety, uvolněná energie dosahuje teplot a tlaků, které jsou schopné rozložit křehké organické molekuly, které s sebou nese. Úhel vstupu do atmosféry a rychlost přiblížení určují, jaká část materiálu přežije sestup. Pouze za velmi konkrétních podmínek dráhy a rychlosti by se citlivé sloučeniny mohly dostat na povrch neporušené. Anslow to označuje za „událost s pravděpodobností jedna ku milionu“.
Kyanovodík: molekula pod lupou
Aby tyto pravděpodobnosti kvantifikovali, autoři kombinovali aktualizované modely kometárních dopadů, simulace interakce těchto těles s atmosférou a výpočty jejich orbitální evoluce. Pozornost se soustředila na kyanovodík, molekulu složenou z uhlíku, dusíku a vodíku, která se často vyskytuje v kometách naší sluneční soustavy. Její význam je značný: tato látka může pohánět řetězce reakcí schopné vytvářet prekurzory cukrů, aminokyselin a dokonce i složek nukleových kyselin, základních stavebních kamenů biologie.
Výsledky ukazují, že přežití této molekuly během srážky vyžadovalo mimořádně vzácné okolnosti. Problém tím však nekončil. I když se části kyanovodíku podařilo dosáhnout povrchu, musely se nahromadit v dostatečné koncentraci a zůstat stabilní po dobu nezbytnou k vyvolání následných chemických reakcí. Odborníci z Cambridge došli k závěru, že pravděpodobnost splnění všech těchto podmínek byla mimořádně nízká.
Časové okno, které se rychle uzavřelo
Ani chronologie rané Země tento scénář nepodporovala. Během prvních 500 milionů let po vzniku naší planety frekvence dopadů komet na ni rychle klesala. Modely naznačují, že existovalo jen několik málo reálných příležitostí k uložení významného množství kyanovodíku. A i kdyby byl nějaký konkrétní dopad úspěšný, nic nezaručovalo, že by se koncentrace této sloučeniny udržela po dobu nezbytnou k tomu, aby prebiotická chemie mohla učinit své první kroky.
Je třeba upřesnit: studie zcela nevylučuje, že by někdy nějaká kometa takové množství dodala. Co však vylučuje, je představa neustálého deště prebiotických molekul padajících z vesmíru, jak předpokládaly některé klasické hypotézy. V nejlepším případě by se jednalo o ojedinělou a výjimečnou událost, nikoli o běžný mechanismus.
Pozemské a asteroidální alternativy
Měli bychom tedy hledat složky života výhradně v místních procesech? Ne nutně. Anslowův tým zvažuje i jiné cesty, jako je syntéza prebiotických molekul prostřednictvím chemických reakcí, k nimž došlo přímo na Zemi, nebo jejich přenos prostřednictvím asteroidů – skalnatých těles, která bombardovala naši planetu mnohem častěji než komety. Cílem výzkumu není vyřešit záhadu původu života, ale vymezit jednu z navrhovaných cest, jak shromáždit jeho složky.
Mars: poněkud příznivější prostředí
Práce navíc přináší zajímavý posun směrem k rudé planetě. Mars, který je menší a má mnohem řidší atmosféru, mohl v raných fázích sluneční soustavy, kdy byly dopady častější, nabízet méně destruktivní podmínky pro sloučeniny přenášené kometami. Anslow však zůstává opatrný: to, že by tam byl tento proces o něco schůdnější, ještě neznamená, že k němu skutečně došlo. Je možné, že se tak nestalo na žádném z těchto dvou světů.
Důsledky pro hledání mimozemského života
Tyto závěry by mohly mít praktický dopad na průzkum jiných hvězdných soustav. Pokud konfigurace planetární soustavy ovlivňuje rychlost, s jakou komety dopadají na planety v ní, identifikace těch, kde gravitační interakce mezi planetami umožňují těmto tělesům zpomalit a předat svůj náklad méně násilně, by otevřela cestu k výběru obzvláště slibných cílů pro budoucí astronomická pozorování.
Zkrátka, tento výzkum neprohlašuje komety za neplodné ani nepopírá, že někdy přinesly organickou hmotu na naši planetu. Jeho poselství je subtilnější: jedna věc je přepravit složky života a zcela jiná věc je zajistit, aby dorazily v použitelném stavu. V historii biologického původu možná skutečnou výzvou nikdy nebylo shromáždit chemické stavební kameny, ale zajistit, aby přežily cestu a po přistání našly vhodný čas a prostředí, aby se mohly začít spojovat.