Скрывается ли инопланетная жизнь на виду прямо здесь, в нашей Солнечной системе?
Величие Сатурна ошеломляет, если смотреть в телескоп. Возможно, самый знаковый и легко идентифицируемый член нашей солнечной системы. Эта «кольцевая планета» имеет объем, эквивалентный 760 Землям, и […]
Величие Сатурна ошеломляет, если смотреть в телескоп. Возможно, самый знаковый и легко идентифицируемый член нашей солнечной системы. Эта «кольцевая планета» имеет объем, эквивалентный 760 Землям, и такую удивительно низкую плотность, что планета может даже плавать на воде. Еще два десятилетия назад Сатурн посетило лишь несколько миссий, хотя Пионер 11 и Вояджер зонды ненадолго пролетели мимо и предоставили нам потрясающие изображения и разведку, позволяющие определить конкретные области, представляющие интерес.
Лишь в 2004 году специальный космический зонд Кассини прибыл на планету. После семилетнего путешествия к Сатурну Кассини провел там следующие тринадцать лет, обогнув планету почти 300 раз и раскрывая в мельчайших подробностях ее ослепительные чудеса, такие как бушующие штормы в северном полушарии планеты, в которых находится гигантский ураган, в двадцать раз больший, чем все, что видели на Земле. Но самое драматичное и поразительное открытие Кассини Миссия состоялась после того, как данные космического зонда раскрыли удивительные подробности о спутниках Сатурна, Титане и Энцеладе. Эти открытия разрушили наши предвзятые представления о местах, которые, по нашему мнению, были интересны для поддержания жизни.
Мало того, что потенциальная среда обитания жизни может существовать очень далеко от тепла звезды, спрятанная в глубоких подземных океанах, нагреваемых приливными силами, планеты, вращающиеся вокруг звезд, — не единственные места.
Когда Вояджер-1 Проплыв мимо спутника Сатурна Титана в 1980 году, он увидел непроницаемо густую, туманную атмосферу, полностью закрывающую поверхность. Но атмосфера имела интересную композицию. Она состояла в основном из азота с небольшими примесями метана и этана и поэтому не совсем отличалась от нашей собственной атмосферы. Это намекнуло на то, что внизу могут происходить интересные химические процессы, и обозначило Титан как высокий приоритет для будущих исследований, место, куда мы должны вернуться.
Спустя более двух десятилетий, Кассини прибыл на Титан с драгоценным грузом — Гюйгенс Зонд, специально разработанный для проникновения в непрозрачную атмосферу Луны и спускания на парашюте на поверхность. После отделения от Кассини, Гюйгенс летел в одиночку около трех недель, чтобы достичь Титана, и, оказавшись там, раскрыл парашют для спуска, продолжавшегося два с половиной часа. Когда он парил в атмосфере, Гюйгенс собрал обширные данные о его температуре, химическом составе, скорости ветра и давлении и, несмотря на ветер со скоростью 400 километров в час, приземлился на поверхности, став самым первым зондом, приземлившимся на другой луне во внешней солнечной системе. Хотя не ожидалось, что он выживет при приземлении на неизвестной местности, он продолжал передавать данные в течение нескольких часов после приземления.
Изображения, отправленные обратно из Гюйгенс показал пейзаж, который был до странности знакомым — плоская песчаная равнина, усеянная округлой галькой и залитая тусклым оранжевым светом, просачивающимся сквозь плотную атмосферу Титана. В частности, на местности были безошибочные признаки жидкостной эрозии: глубокие овраги и дренажные сети формировали поверхность — это был мир, сформированный текущими жидкостями. Но при температуре поверхности -180 градусов по Цельсию эта жидкость наверняка не может быть водой.
Проведя более ста близких облетов Титана, Кассини подтвердил, что на его Северном полюсе существуют обширные моря, наполненные не водой, а жидким метаном. Хотя на Земле метан существует преимущественно в газообразной форме, низкие температуры на Титане позволяют ему течь в жидком состоянии. Огромный объем жидких углеводородов, особенно метана и этана, присутствующих в озерах и морях Титана, затмевает все запасы нефти и газа на Земле, вместе взятые, по крайней мере, в сто раз, хотя они, вероятно, возникли в результате процессов, сильно отличающихся от тех, которые формируют земное ископаемое топливо.
На Титане метан играет ту же роль, что и вода на Земле. Метановые облака собираются под оранжевым небом, посылая потоки метанового дождя; реки стекают с горных вершин, прокладывая себе путь по ледяной поверхности Луны, вливаясь в огромные озера и моря возле ее полюсов. Обладая стабильной жидкостью на поверхности, погодными условиями, подобными земным, и атмосферой, богатой органическими веществами, это самое поразительно похожее на Землю из всех небесных тел, с которыми мы когда-либо сталкивались.
КассиниРоссийский радар даже намекнул на возможность существования подземного океана соленой жидкой воды, скрытого под толстой ледяной коркой глубиной в несколько километров. Эта смесь знакомых и инопланетных особенностей поставила неизбежный вопрос: может ли жизнь существовать на Титане? В чрезвычайно холодной, богатой метаном среде жизнь, какой мы ее знаем, столкнется с огромными препятствиями: во-первых, химические соединения, необходимые для клеточных мембран, замерзнут. Жизнь должна была бы основываться на принципиально других химических веществах, возможно, используя в качестве растворителя метан вместо воды. Тем не менее, пребиотические условия Титана мало чем отличаются от тех, которые, как считается, стали катализатором зарождения жизни на Земле. Таким образом, эта луна стала лабораторией для исследования параметров жизни, какой мы ее знаем, и жизни, какой мы не знаем. Удивительное открытие, ожидающее нас в толще его атмосферы, опровергло представление о том, что миры, далекие от Солнца, являются бесперспективными направлениями для поиска среды, поддерживающей жизнь.
Ледяной шар Энцелада стал еще одним шокирующим открытием. Энцелад, один из спутников Сатурна и размер которого составляет лишь десятую часть Титана, имеет чистейшую белую поверхность, которая отражает почти весь свет Солнца, что делает его самым отражающим телом в нашей Солнечной системе. Когда Кассини Когда ему было поручено полететь на Энцеладе, с самого первого изображения, которое он сделал, было очевидно, что в его южном полярном регионе действовала какая-то интересная геология. Более близкие пролеты показали явную природу и масштабы этого явления. Энцелад извергал огромные струи мелких ледяных частиц и водяного пара на сотни километров в космос, некоторые из которых были выброшены на орбиту вокруг Сатурна, образуя одно из его колец — тонкое кольцо Е — в то время как остальные лились дождем на поверхность и покрывали Энцелад, как свежий слой снега, сохраняя его отражающий блеск.
Эти взрывающиеся гейзеры позволяют предположить, что под толстой ледяной оболочкой находится обширный жидкий океан и что глубоко внутри Луны генерируются интенсивное тепло и энергия, которые толкают воду с такой силой, что возникает это впечатляющее явление. На таких огромных расстояниях от Солнца мы ожидали замерзших королевств, однако эта необычная луна производит достаточно тепла, чтобы удерживать воду в жидком состоянии и предотвращать ее замерзание. Как он это делал? Обширные данные Кассини собранное пролило больше света.
Будучи миниатюрной луной, вращающейся вокруг массивной планеты, Энцелад испытывает огромное притяжение Сатурна, и, как и приливы и отливы в наших океанах, это гравитационное притяжение заставляет Луну растягиваться и деформироваться по мере ее вращения. Приливное трение затем генерирует тепло внутри Луны. Этот приливный нагрев еще больше усиливается гравитационным резонансом с другим спутником Сатурна, Дионой. Мы также узнали, что Энцелад, вероятно, имеет очень пористое ядро, и это позволяет холодной воде из подземного океана просачиваться глубоко в недра Луны, где она взаимодействует с камнями и поглощает тепло, помогая поддерживать тепловую активность Энцелада.
Хотя здесь нет явно развитых форм жизни, нет ирригационной сети каналов и нет признаков инопланетной цивилизации, зачастую здесь есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.
Это внутреннее тепло, в свою очередь, создает гидротермальные источники на дне океана, выделяя горячую, богатую минералами воду. Подобно тем, что обнаружены на Земле, эти жерла извергают нагретую воду, которая поднимается вверх и в конечном итоге прорывается через огромные трещины в ледяной коре, образуя впечатляющие шлейфы, которые Кассини заметил. Кассини даже летал сквозь шлейфы, пробуя их состав и находя органические молекулы и соли, тем самым подтверждая утверждение о том, что океан Энцелада содержит некоторые ключевые ингредиенты для жизни, какой мы ее знаем. Это поразительное открытие сделало то, что казалось маленьким, скромным снежным комком, главным претендентом на поиски жизни за пределами Земли.
Раньше мы ограничивались зоной Златовласки вокруг звезд среднего возраста как наиболее вероятного места обитаемости, но эти открытия вынудили нас значительно расширить это окно. Мало того, что потенциальная среда обитания жизни может существовать очень далеко от тепла звезды, спрятанная в глубоких подземных океанах, нагреваемых приливными силами, планеты, вращающиеся вокруг звезд, — не единственные места; их спутники также являются жизнеспособными кандидатами.
Потратив тринадцать лет на эксклюзивное и подробное освещение мира Сатурна и его спутников, Кассини в конце концов у него закончилось топливо, которое в основном использовалось для корректировки курса. Во избежание нежелательных последствий было принято решение провести контролируемое завершение Кассинимиссия. Это одно из самых длительных и успешных начинаний в истории освоения космоса. КассиниГрандиозный финал также был зрелищным событием.
Погружаясь почти два десятка раз через узкую щель между Сатурном и его внутренними кольцами, зонд передал невероятные изображения и ценные данные о материальном составе колец, которые помогут нам понять их происхождение. После последнего погружения последовало последнее погружение; Кассини был запрограммирован направиться прямо к Сатурну и намеренно врезаться в газового гиганта.
15 сентября 2017 г. Кассини совершил свой последний, роковой спуск в атмосферу Сатурна. Когда он упал на планету, Кассини продолжал собирать обширные данные, проверяя состав атмосферы и измеряя гравитационные и магнитные поля планеты с беспрецедентной точностью. Зонд передавал эту информацию обратно на Землю до тех пор, пока растущее атмосферное давление не лишило его возможности удерживать антенну направленной на родную планету. В конце концов контакт был потерян, и зонд замолчал. Кассини был испарён в атмосфере Сатурна, что было драматическим, но преднамеренным маневром, направленным на то, чтобы избежать маловероятного сценария, согласно которому вместо этого он может столкнуться с одним из спутников Сатурна. Тот факт, что эти ледяные миры потенциально могут поддерживать жизнь, сделал это необходимой мерой предосторожности, чтобы заражение земными микробами, которые могли остаться на зонде, не могло случайно поставить под угрозу будущие исследования. Для зонда, который провел свой срок эксплуатации в системе Сатурна, это был трогательный и достойный конец.
КассиниИнновационные открытия на Энцеладе вызвали интерес к этим загадочным «океаническим мирам». Европа, один из четырех крупнейших спутников Юпитера, поразительно похожа на Энцелад. Под ледяной поверхностью Европы лежит глобальный океан соленой воды, потенциально содержащий больше жидкости, чем все океаны Земли вместе взятые. Этот огромный океан защищен невероятно плотным слоем льда, замороженным сильнее гранита и, возможно, толщиной в десятки километров. Как и Энцелад, Европа испытывает мощные приливные силы со стороны своей родной планеты Юпитера, и это гравитационное перетягивание каната генерирует внутреннее тепло, сохраняя океан жидким и потенциально питая гидротермальные источники на дне океана. Эти источники могли бы обеспечить энергетические и химические строительные блоки, необходимые для поддержания жизни, что делает Европу еще одним главным кандидатом.
Наши зонды облетели и приземлились на многих мирах, находящихся в пределах нашей досягаемости, и показали, что, хотя здесь нет явно развитых форм жизни, нет ирригационной сети каналов и нет признаков инопланетной цивилизации, зачастую существует нечто большее, чем кажется на первый взгляд. Миры, которые мы раньше считали пустынными и сухими, настолько далекими от животворящей силы Солнца, что представляли собой инертно замороженные и враждебные сферы, возможно, не столь уж бесплодны. Мы обнаружили, что условия, способствующие возникновению жизни, могут скрываться глубоко внутри них, и, таким образом, микробная жизнь может быть скрыта от нашего взгляда, процветая в «темной биосфере».
Будущие миссии покажут, действительно ли жизнь нашла свой путь в мирах, которые на первый взгляд кажутся такими неумолимыми. По мере того, как мы расширяем свое влияние на Солнечную систему, мы все ближе подходим к ответу на вопрос: существует ли жизнь где-то еще в нашем космическом соседстве, или это было явление, исключительное для этой третьей планеты от Солнца?
