Mēs agrāk domājām par Zemi kā ūdens pasauli. Mūsu planēta aptver 70% okeānu, tāpēc no kosmosa tā izskatās kā zila bumbiņa ar baltām mākoņu svītrām un maziem zemes gabaliem. Bet patiesībā mūsu okeānu dziļums ir nenozīmīgs salīdzinājumā ar Zemes rādiusu. Pēc masas ūdens ir tikai divdesmit pieci tūkstoši daļu no planētas masas. Vai modernie astronomi spēs noteikt, vai uz Zemes ir ūdens, ja viņi kaut kur ar Alpha Centauri skatās uz saules sistēmu?
Tagad zinātnieki secina par eksoplanetu masu, novērojot, cik stipri planēta „svārstās” savu zvaigzni ar gravitācijas mijiedarbību. Un secinājums par exoplanet lielumu ir izgatavots no tā, cik stingri tas bloķē gaismu, kas iet starp zvaigzni un teleskopu. Tad masu dala ar tilpumu un iegūst aptuveno eksoplaneta blīvumu, no kura var iegūt priekšstatu par gāzu, šķidrumu un cietvielu sadalījumu tās masā. Šādas metodes diemžēl neļauj noteikt Zemes ūdens daudzumu! Tas ir, mūsu planētas ūdenī ūdens ir pārāk zems, lai, skatoties uz objektu no citas zvaigznes, mēs varam saistīt Zemi ar pasauli, kur var doties peldēt vai nokļūt lietū.
Mūsdienu zinātne ļauj secināt, ka eksoplanetā ir ūdens tikai tad, ja ūdens ir vismaz 10% no tās masas. Un 10% ir četri simti reižu vairāk nekā tagad uz Zemes! Tas ir milzīgs okeāns, kas pilnībā aptver visu Zemes virsmu. Šķiet, ka jo vairāk ūdens - jo labāk dzīvībai. Nav brīnums, ka astronomu moto, kas ir veltījuši sevi ārpuszemes dzīvei, vienmēr ir bijis frāze "Meklējiet ūdeni!". Dzīve, kas mums ir zināma, nav iespējama bez ūdens, jo tieši tas ir vielu, kas aizpilda dzīvas šūnas, šķīdinātājs. Ūdens ir ķīmisko pamatu enerģijas procesiem, kurus mēs saucam par dzīvību. Tās unikalitāte šajā gadījumā ir tā, ka tas paliek šķidrs ļoti plašā temperatūru diapazonā. Tāpēc jautājums par to, vai pastāv iespēja dzīvībai parādīties pasaulē, kurā ir daudz vairāk ūdens nekā mūsu, šķiet, ir paradoksāla.
Bet mēģināsim to izdomāt. Arizonas Universitātes zinātnieki veica virtuālu eksperimentu, veidojot ķīmisko procesu modeli eksoplanetā, kas bija identisks Zemei. Vienīgā atšķirība no mūsu pasaules bija ūdens pārpalikums: zinātnieki ir palielinājuši okeānu apjomu vairāk nekā 5 reizes. Šajā gadījumā uz planētas virsmas nebija zemes, un klinšu atmosfēras izskalošanās un izskalošanās pilnībā izzuda. Tas noveda pie fakta, ka fosfora ūdens saturs kritiski kritās - tas ir elements, kas ir nepieciešams zemes dzīvei. Un bez nepieciešamā fosfora satura nedz pastāv Adenozīna trifosforskābes (ATP) molekula, kas atbild par dzīvības enerģiju, nedz arī RNS un DNS molekulas. Pasaule, ko pilnībā aptver okeāns, var nebūt pilnīgi nedzīvs, bet dzīve tur noteikti būs ļoti atšķirīga no jūras dzīves. Visticamāk, dzīve šādos apstākļos būtu daudz mazāk blīva, un būtu daudz grūtāk to atrast no citas zvaigznes sistēmas. Milzīgs ūdens spiediens uz grunts var radīt lielus ledus veidus, piemēram, ledus-6 un ledus-7 (tas ir sava veida ūdens ledus). Šāds ledus apvalks novestu pie ūdens nošķelšanās no cietajiem iežiem, kas padarītu ķīmiskās evolūcijas procesu vēl problemātiskāku. Tāpēc, runājot par dzīvības rašanos un labklājību, „vairāk ūdens” nenozīmē „labāk”. Varbūt šādas planētas ir eksotiskas, un aprakstītās problēmas nav statistiski nozīmīgas dzīves izcelsmei? Izrādās, ka zinātnieki tiecas uzskatīt, ka Visumā var būt pat vairāk līdzīgu ūdens pasauli nekā akmeņainas planētas, piemēram, mūsu Zeme vai Marsa.
Akmens un ūdens ir aptuveni vienādi sadalīti saules sistēmā, tā ir galvenā asteroīdu jostas daļa (starp Marsu un Jupiteru) un Kuiper josta (ārpus Neptūna orbītas). Vispazīstamākajā - pēc Solar-Trappist-1 sistēmas - visām 7 eksoplānām visticamāk ir daudz vairāk ūdens nekā Zeme. Saskaņā ar astrofizikiem, zvaigznēm tuvāki objekti sastāv no apmēram 10% ledus un šķidra ūdens. Ārējās eksoplanetes Trappist-1 - no ledus apmēram 50%. Šķiet, ka visas šīs pasaules ir pilnībā noklātas ar ūdeni un ledu, un ar augstu varbūtības pakāpi ir sterils.
Diemžēl izrādās, ka visas eksoplanetes, kurās mūsdienu zinātnieki atklāj ūdeni, visticamāk, būs nedzīvas. Bet, ja Habla teleskops neļauj atklāt pasauli, kas ir līdzīga Zemei ūdens apjoma ziņā, varbūt to var izdarīt Džeimsa Webba teleskops? Šis tehnoloģijas brīnums tiks uzsākts orbītā 2020. gadā, un tas varēs analizēt eksoplanētu gigantu atmosfēru. Tomēr, visticamāk, viņš nesniegs atbildi uz šo jautājumu. Metode, kas ļautu ūdeni atrasties uz Zemes dvīņiem no starpzvaigžņu attāluma, tiek attīstīta un parādīsies orbītā līdz 21. gadsimta vidum.
Bet varbūt mums līdz šim nevajadzētu meklēt dzīvību ūdens vidēs? Galu galā, burtiski mūsu pusē, apmēram pusmiljardu kilometru attālumā, ir milzīgs sālsūdens okeāns. Mēs runājam par Eiropu - Jupitera satelītu, kura zem ledus atrodas 100 kilometru ūdens kolonna. Ūdens piegāde Eiropā ir divas vai pat trīs reizes lielāka par Zemes okeānu. Šis atklājums, ko veica Galileo aparāts, nebija vienīgais ūdens atklājums no Saules sistēmas milzu planētām. 2005. gadā Cassini zonde ierakstīja geizerus, kas nokļuva no Saturnas satelīta Enceladus ledus. Un pēc 10 gadiem šis aparāts pat lidoja caur šādu strūklu, paņemot paraugus un atrodot tur bez ūdens, slāpekļa, oglekļa dioksīda, ūdeņraža, metāna un amonjaka. Šāds emisiju sastāvs liecina, ka Enceladus dziļumā hidrotermālā aktivitāte virsta ar varu un galveno, ūdens, augstas temperatūras ietekmē, mijiedarbojas ar cietiem akmeņiem un sadalās ūdeņraža un skābekļa veidā. Ūdeņradis maziem ķermeņiem ir ķīmiskās aktivitātes marķieris - tas ir periodiskā galda vieglākais elements un bez pastāvīgas veidošanās ātri pazūd kosmosā bez pēdām. Tas nozīmē, ka kaut kur Enceladus iekšpusē ir pastāvīgs ūdeņraža veidošanās process, tāpēc ir tāda veida enerģija, kas ļauj aizvēsturiskiem mikroorganismiem pastāvēt uz Zemes.
Arheāls - vienšūnu organismi, kuriem nav kodola, kā enerģijas avoti izmanto kā organisko enerģiju, amonjaku un ūdeņradi. Daži arhīvi emitē metānu, kas zinātniekiem ir viens no iespējamiem dzīvības marķieriem uz planētām. Šādi mikroorganismi, metanogēni, pastāv saules gaismā, ekstremālos apstākļos, kas nav labāki nekā kosmiskie. Ja metanogēni uz Zemes ir iekļauti mūsu dabas - cauruļveida tārpu savvaļas radību ekosistēmā, kāpēc neeksistē ar Enceladus vai Eiropas svešzemju organismiem? Uz mūsu planētas ir pārsteidzošas vietas, kur dzīve pastāv 500 grādu temperatūrā un 200 atmosfēru spiedienā. Turklāt “melno smēķētāju” ekosistēmas pastāv bez saules gaismas - galvenais enerģijas avots mūsu planētas dzīvībai. Šādi apstākļi ir līdzīgi tiem, kas var pastāvēt pēc Saturnas un Jupitera pavadoņu ledus. Tomēr zinātnieki ir ļoti piesardzīgi attiecībā uz iespēju, ka šajās ūdens pasaulēs pastāv sarežģītas dzīves formas. Pat meklējuma entuziasts par ārpuszemes dzīvi, Seth Shostak, SETI pētniecības centra direktors, saka, ka daudzkodolu dzīvības formām, iespējams, nepietiek ar enerģiju Eiropā un Enceladus. Dzīve varētu būt attīstījusies vairāk nekā 4 miljardus gadu, taču ir maz ticams, ka mēs kādreiz tur sastapsies tunzivs vai cita radība, kuras dzīvei vajadzīgs tik daudz pārtikas kā Zeme no zivīm. Bet pat baktēriju atklāšana būtu izrāviens zemes zinātnei. Taču šķiet, ka astronomija vien nepietiek, lai atbildētu uz jautājumu, vai milzu planētu satelītos ir baktērijas. Vienīgā izeja ir lidot uz Jupitru un Saturnu un saprast uz vietas. Šķiet, ka nepārprotama atbilde uz jautājumu par dzīvības esamību uz citām Saules sistēmas planētām un satelītiem, kā arī uz ekso-planētām, mēs saņemsim tikai līdz 21. gadsimta vidum.
Tātad, ko mēs šodien varam droši pateikt? Milzīga ūdens daudzuma atklāšana saules sistēmā ārpus Zemes ir būtiski mainījusi ekso-biologu domāšanas paradigmu. Pirms misijas uz Jupiteri un Saturnu zinātnieki uzskatīja, ka visi satelīti būs līdzīgi Mēness un Phobos - akmeņiem, putekļiem un sausajam tuksnešim. Šķidrs ūdens daudzums, kas pārsniedz Zemes okeānu, ir dāvana entuziastiem, kas meklē ārpuszemes dzīvi. Ja mūsu pusē ir tik daudz ūdens, tad citās zvaigžņu sistēmās tam jābūt ne mazākam. Pateicoties atklājumiem, kas padarīja Habla teleskopu, mēs zinām, ka zvaigzne bez planētām ir reta parādība. Gandrīz ikvienam ir sava planētu sistēma. Visuma pirmais elements ir ūdeņradis, trešais visbiežāk ir skābeklis. Ir loģiski, ka viņu savienībai, ūdenim jābūt ļoti plaši pārstāvētam jebkurā galaktikā. Patiešām, astronomi tagad atrod ūdeni ne tikai planētām, bet arī starpzvaigžņu mākoņos un protoplanetāros diskos. Ūdens daudz kosmosā. Tāpēc, aplūkojot nakts debesis, var apgalvot, ka gandrīz katrai zvaigznei ir sava ūdens pasaule.
