Его радиоактивный подземный океан может стать уникальным домом для жизни
Плутон - крошечный холодный мир за миллиарды миль от внешних границ Солнечной системы. Это так далеко, что Солнце выглядит просто еще одной звездой в ночном небе. Это делает его холодным и темным миром, в котором преобладают лед и замороженный азот. Но на этой мрачной поверхности разбросаны множество признаки того, что находится под ней, - огромного подземного океана жидкой воды, нагретого радиоактивным распадом ядра карликовой планеты. Может ли этот чужой океан быть далеким оазисом жизни в холодной пустыне внешней солнечной системы?
До того, как зонд New Horizons пролетел мимо Плутона в 2015 году, мы понятия не имели, как выглядела его поверхность. Даже при использовании таких мощных телескопов, как Хаббл, он выглядел как пиксельная капля. Это должно дать вам ощущение масштаба. Он настолько мал и далек, что телескоп, который может увидеть самые далекие тусклые галактики с очень высокой детализацией, не сможет разглядеть Плутон.
New Horizons недолго оставалась вокруг Плутона и пролетела мимо на своем пути к остальной части внешней солнечной системы, но несколько сделанных фотографий Плутона показали прекрасные детали. Равнины замороженного азота, горные хребты льда, разреженная атмосфера метана и азота и даже органическая химия в виде толинов. Эти результаты поразили команду New Horizons. Они ожидали увидеть твердый кусок азота, но Плутон демонстрировал сложную геологию и химию.
Однако выделялась одна особенность. На западе равнины в форме сердца, известной как область Томбо, находится регион, известный как равнина Спутника, и это выглядело необычно. Спутник - это плоская равнина из азотного льда без кратеров, но на ее поверхности есть трещины, которые разрезают равнину на шестиугольные «ячейки», похожие на форму улья.
Видимо, равнина образовалась недавно, иначе она была бы полна кратеров, как и остальная часть планеты. Но как такие сложные формы могут образовываться на ее поверхности? Ответ дал кипящая воды и пчелы.
Когда вы нагреваете жидкость снизу, возникают конвекционные потоки. Теплая жидкость поднимается, а холодная опускается. Вместо того, чтобы постоянно сталкиваться друг с другом, молекулы выстраиваются в упорядоченные петли, циркулируя вверх и вниз, нагреваясь и охлаждаясь. Если много таких контуров конвекции расположены близко друг к другу, то они прижимаются, сжимая друг друга с боков. Другими словами, это заставляет конвекционный поток максимизировать площадь его поперечного сечения и уменьшать площадь контакта, которую он разделяет с соседними потоками.
Точно также как и в сотах улья. Им нужна максимально большая площадь поперечного сечения для воска, используемого для создания сот. Так они могут хранить больше меда и использовать меньше воска. Если вы контролируете условия в кастрюле с кипящей водой, вы также можете получить те же шестиугольные узоры при бурном кипении воды.
Итак под азотным льдом под равниной Спутника наблюдаются конвекционные потоки жидкости, но какой? Это жидкий азот? Жидкий метан? Вода? Команда New Horizons провела расчеты размеров шестиугольников и пришла к выводу, что под равниной Спутника находится огромный океан воды, но что может его нагревать?
В других далеких океанских мирах, таких как Энцелад, тепло исходит не от Солнца. Это происходит из-за гравитационных приливных сил, которые притягивают и сжимают ядро, нагревая его за счет трения. Но для этого нужно быть рядом с планетой газового гиганта.
Команда пришла к выводу, что у Плутона должно быть радиоактивное ядро, которое нагревает подповерхностный океан по мере его распада. Это был единственный возможный источник тепла, который мог производить шестиугольники на равнине Спутника.
Итак, Плутон, мир, который по всем правилам должен быть холодным и мертвым, обладает органикой, огромным количеством теплой жидкой воды и источником энергии в виде излучения. Кажется, что в нем есть все необходимые для жизни ингредиенты. Может ли там процветать жизнь?
Что ж, эти организмы должны быть невероятно устойчивы к радиации, и они должны будут использовать радиацию в качестве единственного источника энергии. Поэтому они будут отличаться от всего, что есть на Земле. Но есть ли у нас какие-либо доказательства существования таких организмов здесь, на Земля?
Да! Это - радиотрофные грибки.
Эти виды грибков настолько устойчивы к радиации, что выросли над Чернобыльским ядерным реактором. Более того, они могут процветать исключительно за счет радиоактивного распада. Ученые даже привязали их к внешней стороне МКС и наблюдали, как они процветают в космическом вакууме, поглощая разрушительное излучение Солнца.
Жизнь могла эволюционировать, чтобы жить в радиоактивных океанах Плутона! Но могла ли она там зародиться?
Наша лучшая теория о том, как зародилась жизнь на Земле, включает в себя медленно текущие гидротермальные источники, заполненные органическими молекулами, которые случайным образом объединяются вместе. Ученые расходятся во мнениях относительно того, что произошло дальше. Некоторые говорят, что случайным образом образовалась самовоспроизводящаяся РНК, которая могла эволюционировать в ДНК, затем в ДНК с некоторой формой метаболизма, чтобы ускорить ее размножение, и, наконец, развить клеточную мембрану, чтобы защитить себя, и так образовалась первая одноклеточная форма жизни! Другие говорят, что это противоречит законам энтропии, и вместо этого сначала случайным образом запускается метаболизм, за которым следуют РНК и ДНК, способствующие распространению метаболизма, а затем - клеточные мембраны.
Но в любом случае, для появления жизни из геологии на Плутоне, похоже, должен быть период, когда РНК и ДНК будут открыты и незащищены, поскольку требуется время, чтобы развить способность защищать и восстанавливать эти жизненно важные соединения. Но РНК и ДНК легко повреждаются радиацией, а ядро Плутона полно радиации! Так что, похоже, жизнь там вообще не могла образоваться.
Но мы не знаем, как выглядит внутренность Плутона. Все, что мы знаем, это то, что существует огромный океан с большим количеством радиации. Может быть, одна сторона ядра планеты радиоактивна, а другая нет, но все равно нагревается. Если это так, то это может означать, что подо льдом есть множество гидротермальных источников с минимальной радиацией, идеально подходящих для зарождения и процветания жизни. С другой стороны, ядро может быть очень радиоактивным, разрушая ранние строительные блоки жизни, прежде чем они успеют слиться в клетки.
Итак, могла ли жизнь процветать подо льдом вдалеке от Солнца? Это возможно. Плутон теперь пополнил ряды таких «океанических миров» как Энцелад и Европа. Это тела с обширными подповерхностными океанами, и они кажутся нашим лучшим выбором для поиска инопланетной жизни. В настоящее время ученые пытаются доставить зонды в эти миры, исследовать водные глубины в попытках найти жизнь! Такие проекты сейчас активно обсуждаются. Нам остается только ждать, когда эти миссии получат зеленый свет. А пока мы можем с трепетом смотреть на возможность того, что наша Солнечная система гораздо более пригодна для жизни, чем мы когда-либо думали.
#жизнь #космос #исследования #наука #планеты
