Ионные жидкости на каменистых экзопланетах: жизнь без воды ✛
Вода — золотой стандарт жизни. Мы ищем её следы на Марсе, в ледяных лунах, в атмосферах далёких планет. Но что, если жизнь не нуждается в воде? На тёплой каменистой экзопланете с тонкой атмосферой вода испарилась бы за считанные часы. А вот ионная жидкость — соль, жидкая при обычных температурах — останется. Это как химический суп, который не выкипает.
В лаборатории учёные воспроизвели планетные условия: смешали серную кислоту с азотсодержащей органикой — аминокислотами, азотистыми основаниями, аминами — и дали избытку кислоты испариться в вакуумной камере при температуре около 100 °C и давлении 10⁻⁵ бар. В результате получились ионные жидкости с гидросульфат-анионом (отрицательно заряженной частью серной кислоты) и протонированным органическим катионом. Они образовались для всех 20 биогенных аминокислот и многих других соединений. Температуры разложения лежат в диапазоне от 180 °C до 346 °C — это стабильность, достаточная для поверхности типичной тёплой экзопланеты.
Раньше ионные жидкости считались чисто синтетическими веществами, и никто не рассматривал их как возможный природный растворитель для жизни. Теперь показано, что они легко образуются из веществ, которые есть на многих телах Солнечной системы. Это первая экспериментальная демонстрация того, что поверхность планеты может оставаться «влажной» — но не водой, а ионной жидкостью. Практических применений на Земле пока не видно, но результаты могут направить будущие поиски биосигнатур: если мы знаем, что ионные жидкости могут поддерживать химию жизни, мы можем искать их следы в спектрах экзопланет.
Перспектива открывает новые горизонты. Дальше — исследование устойчивости ионных жидкостей к ультрафиолету и космическим лучам, поиск других возможных анионов и катионов, моделирование условий, при которых такие жидкости накапливались бы в значительных количествах. Вопрос, могут ли они поддерживать метаболические сети, аналогичные земным, остаётся открытым. Но уже ясно: жизнь может быть не только водной. Ионные жидкости — это химический суп, который не выкипает, и, возможно, именно в нём зародится жизнь на других мирах.
Единственный известный природный случай образования ионной жидкости на Земле — детоксикация яда огненного муравья муравьём Nylanderia fulva: их яды смешиваются и образуют вязкую нетоксичную ионную жидкость.
Идея жизни в неводных растворителях перекликается с романом Айзека Азимова «Сами боги», где описаны существа, живущие в среде с совершенно иной химией, чем земная.