Идея о том, что жизнь была принесена на Землю из космоса, не нова. Астероиды, камни, отколовшиеся от далеких планет, вполне могли попасть к нам. Такая ситуация была особенно актуальна во времена молодости Солнечной системы, когда она была ближе к другим системам и могла активно обмениваться с ними материалом. Исследование, проведенное сотрудниками Принстона, Аризонского университета и Астробиологического центра в Испании, поддерживает идею о том, что основные формы жизни путешествуют по Вселенной на осколках планет, выброшенных при извержениях вулканов и ударах астероидов. Рано или поздно гравитация новой системы притягивает такие фрагменты, и они приносят жизнь на новую планету. Эта гипотеза носит название литопанспермии – вариант панспермии, при котором в процессе участвует вся Вселенная. Весь процесс прост: происходит удар о планету, из нее выбивается осколок, имеющий небольшую скорость. Он медленно мигрирует к границе системы, где может быть захвачен полем другой системы. Важным дополнением, сделанным в новом исследовании, является именно малая скорость обломков. Она упрощает гравитационный захват их новым домом. Имея скорость всего сотню метров в секунду, такие обломки сильно зависят от поведения крупных объектов их планетарных систем – газовых гигантов. Возмущения, вносимые их частыми передвижениями, приводят к искажению орбит всех объектов, но если для других планет, пусть и небольших, это будет скорее всего не так важно, небольшой камень может быть выброшен на задворки системы или даже за ее пределы, в межзвездное пространство.

Используя скопление звезд, в котором было рождено Солнце, астрономы провели моделирование обмена материалом между его членами при ограничении на скорость движения осколков планет. Разумеется, это не отменяет возможности путешествия быстрых осколков. Они тоже существуют, но их трудно захватить, остановить движение. Тем не менее, не стоит их забывать, ведь лишние осколки дают больший шанс переноса жизни. Но этот вклад, как оказалось, невелик – медленные путешественники носят намного больший вклад по сравнению с быстрыми (для них использовались оценки других исследований). Для медленных осколков был получен захват 5-12 штук из выборки в 10000, выпущенных из Солнечной системы. Для быстрых осколков шансы составляют несколько на миллион. «Наша работа противоположна общему течению, – говорит руководитель исследования, математик Эдвард Бельбруно. – Мы показываем, что литопанспермия очень вероятна, и наша работа в числе первых. Если наши результаты верны, то они окажут влияние на наше понимание все Вселенной. Такое могло случиться где угодно». В работе Бельбруно помогали Амая Моро-Мартин из Принстона и Рену Мальотра из Аризоны. Моделирование показало, что Солнечная система и ее ближайшие соседи могли обменяться обломками 100 триллионов раз до того, как звезды скопления разлетелись слишком далеко. А основные формы жизни на Земле появились как раз в те времена, и при этом были достаточно просты и устойчивы, чтобы пережить межзвездное путешествие и удар о планету. «Основной вывод из нашей работы заключается в том, что слабый обмен (такой термин предложили его исследователи, указывая на медленную скорость обломков – КЖ) делает литопанспермию хорошей гипотезой, так как позволяет системам обменяться большими объемами материала, а временные масштабы вполне благоприятны для наших знаний о жизни».

В своей работе трое специалистов полемизируют с двумя другими исследованиями. Первое было опубликовано в 2003 году Джеем Мелошем. Он поставил под вопрос сам факт возможности путешествия метеорита от Солнечной системы к ее соседу. Его расчеты показали, что только одна сотая процента осколков планет может проделать такой путь – очень мало, чтобы принимать во внимание при изучении жизни во Вселенной. Новые расчеты Бельбруно показали, что при тех условиях, которые рассматривал Мелош, шансы на самом деле еще ниже – 0.005%. В 2005 году эти числа увеличились с введением предположения о плотном скоплении звезд в работе Дэвида Шпергеля и Фреда Адамса. Рассматривая камни со скоростями в 2-5 км/с и скопление, в котором существуют меньше группки звезд с числом членов от 30 до 1000, они получили, что шанс обмена материалом составляет 0.1%. Но если ограничить  скорости одним километром в секунду, шансы возрастают в несколько раз.

Идея о слабом обмене родилась у Бельбруно при работе над японским аппаратом Хитен в 1991 году. Из-за поломки зонд остался практически без топлива, поэтому для того, чтобы достичь его цели – Луны – была выработана сложная схема с несколькими гравитационными маневрами. Точно также могут путешествовать по системе ее небольшие обломки, постепенно набирая скорость и меняя орбиту, причем в нужную точку – на окраину Солнечной системы – они могут прийти с небольшой скоростью. Бельбруно, правда, не ограничился регулярной динамикой, участвующей в этом процессе, но также внес в систему элементы хаотической динамики, чтобы воссоздать условия в молодой Солнечной системе.

Моделирование, в частности, проводилось при следующих условиях: число звезд в скоплении 4300 (все это одиночные звезды), время – сотни миллионов лет, скорости астероидов не превышают 1 км/с. Число рассчитанных траекторий – 5 миллионов. Звезды-источники и звезды-приемники материала были либо равны по массе, либо отличались в два раза. Для них шансы захвата составляли до 0.15% (0.05 и 0.12 в двух худших случаях). Объемы массы, которой Солнца обменялось с соседями, составил 100 триллионов – 30 квадриллионов объектов массой более 10 килограмм. Среди них находятся около 200 миллиардов осколков Земли, которые могли нести жизнь.