В этой части нашего обзора книги Натали Каброль мы углубимся в тему, выходящую за рамки традиционной "обитаемой зоны". Поиски жизни в Солнечной системе могут вестись не только на планетах, похожих на Землю, но и в гораздо более холодных мирах — на спутниках газовых гигантов.
Ледяные миры с жидкими океанами
Ключевая идея заключается в следующем: под толстыми ледяными панцирями некоторых лун Юпитера и Сатурна могут скрываться обширные жидкие океаны. Это открывает принципиально новые возможности для астробиологии, ведь наличие жидкой воды — одно из главных условий для существования жизни в том виде, в каком мы её знаем.
Миссии «Вояджер», «Галилео» и «Кассини» предоставили убедительные доказательства геологической активности на этих спутниках. Например, «Кассини» обнаружил сотни ледяных гейзеров, бьющих из трещин на поверхности Энцелада. Это прямо указывает на наличие подповерхностного резервуара с водой. Однако для поддержания жизни недостаточно только воды. Необходимы также источники энергии (солнечный свет здесь слишком слаб), питательные вещества, подходящая химическая среда и защита от смертоносной радиации, которая особенно сильна вблизи Юпитера.
Фотография Европы, сделанная космическим аппаратом «Юнона» (Juno). Сеть трещин на ледяной поверхности намекает на сложные процессы, происходящие в недрах.
Источники энергии в ледяной темноте
Поскольку солнечная энергия на таком расстоянии от Солнца минимальна, главным «двигателем» для возможных экосистем становятся внутренние процессы. Мощные приливные силы, возникающие из-за гравитационного взаимодействия с планетой-гигантом, постоянно «разминают» недра спутников, генерируя значительное тепло. Этот процесс, наряду с возможным радиолизом (разложением веществ под действием радиации), может создавать химические градиенты, которые микроорганизмы способны использовать для получения энергии — подобно тому, как хемосинтетические бактерии у черных курильщиков на дне земных океанов.
Обзор ключевых кандидатов
Каллисто (Юпитер): Его древняя, испещренная кратерами поверхность говорит о слабой геологической активности. Однако данные указывают на возможный соленый океан на глубине около 250 км. Проблема в том, что такая экосистема была бы полностью изолирована и, вероятно, имела бы ограниченный запас химических ресурсов.
Ганимед (Юпитер): Крупнейший спутник в Солнечной системе обладает собственным магнитным полем. Под 150-километровой ледяной коркой, как полагают, находится океан глубиной около 90 км. Солнечная радиация создает на поверхности следы кислорода, но маловероятно, что он может проникнуть на такую глубину. Основная надежда для жизни здесь — гидротермальные источники на дне океана.
Поверхность Ганимеда, покрытая кратерами. Снимок сделан аппаратом «Юнона».
Энцелад (Сатурн): Это один из самых перспективных объектов для поиска жизни. Несмотря на небольшой размер (всего 500 км в диаметре) и ледяную поверхность с температурой около -200°C, Энцелад демонстрирует колоссальную активность. Гейзеры, бьющие из «тигровых полос» — глубоких трещин на южном полюсе, — выбрасывают в космос частицы льда, водяной пар и сложные органические молекулы. Пролеты зонда «Кассини» сквозь эти выбросы позволили проанализировать их состав. Были обнаружены соли, кремниевые наночастицы (что может указывать на гидротермальную активность на дне океана), а также неожиданно высокое содержание метана и молекулярного водорода. Последнее особенно интригует, так как на Земле подобный химический состав часто ассоциируется с метаболизмом микробов.
Обратите внимание: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.
Гейзеры Энцелада, запечатленные зондом «Кассини» в 2007 году. Эти струи — прямое окно в подледный океан спутника.
Европа — главная цель ближайших миссий
Спутник Юпитера Европа давно считается одним из главных кандидатов на наличие жизни. Её ледяная поверхность, испещренная сетью трещин, выглядит молодой и активной. Телескоп «Хаббл» фиксировал возможные выбросы водяного пара, подобные энцеладовским. Данные о магнитном поле позволяют предположить существование под поверхностью глобального соленого океана глубиной до 160 км.
Самое удивительное в случае с Европой — это потенциальное количество кислорода в её океане. Он может образовываться на поверхности льда под действием радиации, а затем каким-то образом транспортироваться вниз. Некоторые расчеты показывают, что концентрация кислорода в океане Европы может быть достаточной для поддержания не только микробной, но и более сложной жизни, сравнимой с земной макрофауной.
Детальный снимок поверхности Европы, сделанный «Юноной» в 2022 году. Видны сложные узоры трещин и разломов в ледяной коре.
Независимое происхождение жизни
Если жизнь будет обнаружена в океане Европы, Энцелада или другого спутника, это станет величайшим научным открытием. Важнейший аспект заключается в том, что эта жизнь, скорее всего, возникла абсолютно независимо от земной. Расстояния между этими мирами настолько велики, а условия переноса микроорганизмов (например, на обломках пород) настолько суровы (высокая радиация, ударные перегрузки при столкновении), что панспермия (перенос жизни с одной планеты на другую) в данном случае крайне маловероятна. Это означало бы, что жизнь — не уникальная случайность Земли, а, возможно, закономерный и распространенный продукт эволюции Вселенной, способный зарождаться в самых неожиданных, казалось бы, непригодных для этого местах.
Именно для поиска ответов на эти вопросы готовятся новые миссии. «Europa Clipper» (NASA) и «JUICE» (ESA) отправятся к системе Юпитера, чтобы детально изучить Европу, Ганимед и Каллисто. Их задача — оценить обитаемость этих миров и, возможно, найти первые внеземные биомаркеры.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Тайная жизнь Вселенной (5).