Биологи считают, что жизнь требует наличия какой-то жидкости, которая служит средой для химических реакций, необходимых для поддержания жизни. На Земле эту роль играет жидкая вода. Вода обладает некоторыми химическими свойствами, которые делают ее особенно благоприятной средой для жизни, хотя мы, вероятно, не должны исключать возможности того, что другие типы жидкости, такие как органические жидкости, могут играть эту роль в других типах биологии. Если жидкости действительно необходимы для жизни, то потенциальные обитатели для жизни во внешней Солнечной системе вполне ограниченный. На Европе и Титане, присутствуют океаны и следовательно они являются наилучшими возможными местами для жизни во внешней Солнечной системе.
Европа
Среди своих многочисленных спутников Юпитер имеет четыре больших спутника, которые в совокупности известны как галилеевы спутники. Из этих четырех планет Европа-самая маленькая и вторая по близости к Юпитеру. Имея радиус 1560 километров, она немного меньше Земной Луны. Ожидается, что объекты такого размера потеряют свое внутреннее тепло за относительно короткий промежуток времени. Для сравнения, большая часть вулканической активности на Луне закончилась более 3 миллиардов лет назад, а последние вздохи лунного вулканизма произошли примерно 1 миллиард лет назад. Поэтому наивно было бы ожидать, что Европа геологически мертва.
Оказывается, однако, что существует источник энергии, который сохранил геологическую активность Европы и по сей день. Три спутника Юпитера, Ио, Европа и Ганимед, вращаются по орбите в состоянии, известном как резонанс. Каждый раз, когда Ио дважды обращается вокруг Юпитера, Европа совершает один оборот. Точно так же каждый раз, когда Европа дважды обращается вокруг Юпитера, Ганимед завершает одну орбиту. Гравитация каждой луны слегка притягивает другие луны, и из-за орбитального резонанса буксиры повторяются в одной и той же части орбиты каждой луны. Следствием этого является то, что Ио и Европа имеют орбиты, которые немного эллиптический.
Если бы эти орбиты были идеально круглыми, то сила притяжения Юпитера на спутниках была бы одинаковой повсюду на орбите. Однако, поскольку орбиты не являются круговыми, гравитационная сила не везде одинакова. В результате и Ио, и Европа слегка деформируются приливами, когда они вращаются вокруг Юпитера. Когда внешние части этих лун изгибаются вверх и вниз в ответ на эти приливы, трение камней и ледяных зерен, скользящих друг по другу, высвобождает тепло. Это тепло очень важно для понимания геологической истории этих объектов.
Этот нагрев вызывает вулканическую активность, которая намного активнее и интенсивнее, чем вулканизм на Земле. На Европе приливное нагревание, возможно, нагрело ее внутренности достаточно, чтобы растопить лед и создать подземный океан. Земля и Луна также испытывают приливную деформацию, поскольку Луна вращается вокруг Земли, но выделяемое тепло не является значительным для обоих объектов.
Как видно из этого глобального обзора, большая часть поверхности Европы покрыта серией темных полос. При исследовании космического аппарата НАСА "Вояджер" в 1979 году природа этих полос была загадочной, но предполагалось, что они отражают какой-то дефект или другой тип деформации поверхности. Фактическое отсутствие ударных кратеров указывает на то, что поверхность Европы довольно молода.
Будущее исследование Европы
НАСА рассматривало возможность полета орбитального аппарата "Европа", который мог бы предоставить более четкие доказательства природы подповерхностного океана Европы. Орбитальный аппарат будет использовать очень длинноволновый радар, чтобы попытаться увидеть сквозь лед лежащий под ним океан. Радар, запущенный на Космическом шаттле в 1981 году, смог “заглянуть” под пустыню Сахара и обнаружить древние речные русла, которые сейчас погребены под 1-2 метрами песка. На "Аполлоне-17" радарная система смогла заглянуть через верхний километр скалы и запечатлеть погребенные потоки лавы на Луне. Аналогичные радары планируется запустить на Марс в 2003 году и 2005 год, чтобы изобразить подповерхностное распределение воды и льда.
Орбитальный аппарат "Европа" также будет иметь высотомер для точного измерения формы Европы. Форма меняется в течение орбиты вокруг Юпитера из-за приливной деформации. Величина приливной деформации зависит от того, есть ли океан непосредственно под поверхностью или Европа сплошна на всем протяжении. Таким образом, точные измерения формы Европы могут дать подробную информацию о структуре подповерхностного океана. Орбитальный аппарат "Европа" также будет собирать дополнительные изображения с высоким разрешением и гравитационные наблюдения за Европой. Юпитер окружен очень сильными радиационными поясами, которые они опасны для космических аппаратов. Космический корабль "Галилео" погружался глубоко в радиационные пояса всего на несколько дней каждые несколько месяцев. В отличие от этого, орбитальный аппарат "Европа" будет подвергаться сильному излучению в течение гораздо более длительного периода времени. Из-за высокой стоимости проектирования космического корабля, способного выдержать такую радиацию (возможно, один миллиард долларов), предлагаемая миссия в настоящее время приостановлена.
Титан
Титан - самая большая из лун Сатурна. С радиусом 2575 километров, это вторая по величине луна во всей Солнечной системе и больше, чем планеты Меркурий и Плутон. Титан-единственный спутник в Солнечной системе, имеющий значительную атмосферу. На поверхности атмосферное давление составляет 1,6 бар (на 60% выше, чем на Земле), а температура-фригидные 94 Кельвина. Атмосфера состоит в основном из азота, как и на Земле, а также включает в себя некоторое количество метана и, возможно, аргона. След количество водорода и многие органические молекулы также присутствуют. Некоторые из этих соединений образуют толстый слой тумана в верхних слоях атмосферы Титана. На видимых длинах волн эта дымка делает невозможным увидеть поверхность Титана. Ультрафиолетовое излучение Солнца может расщеплять молекулы метана, а образующиеся атомы водорода могут быть потеряны в космосе. Остатки метана могут образовывать более тяжелые органические соединения, такие как этан и ацетилен. Даже при холодной температуре Титана, этан является жидкостью и может образовать океан на поверхности Титана. За время существования Солнечной системы мог образоваться океан этана толщиной в несколько сотен метров, вероятно, с растворенным в нем метаном. Реальное распределение этана, будь то в поверхностном океане или в подповерхностных полостях, в настоящее время неизвестно. Инфракрасные изображения Титана полученные космическим телескопом "Хаббл" данные показывают картину ярких и темных областей, которые, по мнению некоторых ученых, могут быть связаны с океанами и континентами. Радиолокационные наблюдения Титана также намекают на возможность существования океанов и континентов.
