Океан Титана глубоко под поверхностью и другие подобные океаны внутри ледяных спутников внешней Солнечной системы могут не иметь необходимой для жизни органической химии, согласно новому астробиологическому исследованию.
Титан — крупнейший спутник Сатурна и второй по величине спутник в Солнечной системе. Он знаменит тем, что окутан слоем углеводородного смога, а его поверхность буквально утопает в органических соединениях. Но, несмотря на всю эту захватывающую химию, Титан очень холодный — температура его поверхности не поднимается выше -179°C. При таком морозе химические реакции для зарождения жизни протекают очень медленно.
Однако глубоко под поверхностью, где теплее (точная глубина неизвестна, оценки — порядка 100 км), как считается, существует жидкий океан объёмом в 12 земных. Подобные океаны есть внутри спутников Сатурна Энцелада и Ганимеда, а также у спутников Юпитера Европы и Ганимеда.
В новом исследовании планетолог Кэти Ниш и международная группа учёных поставили под сомнение гипотезу о том, что океан Титана и другие подобные океаны могут быть пригодны для жизни.
Исследователи исходили из того, что для обитаемости океана Титана на дно должно попадать достаточное количество органики с поверхности для предбиологической химии и зарождения жизни.
На поверхность органика попадает при падении комет — они растапливают лёд, образуя лужи жидкой воды, наполненные органическими молекулами Так как жидкая вода плотнее льда, она опускается ко дну. Однако модели Ниш показали, что частота падений слишком мала, чтобы обеспечивать достаточный приток органики к океану Титана.
Например, по оценкам учёных, к океану Титана ежегодно попадает всего около 7500 кг простейшей аминокислоты глицина. Это эквивалент массы одного африканского слона, распределённой по объёму в 12 земных океанов. Мягко говоря, капля в море.
Мы исходили из предположения, что большинство молекул (65%) полностью погружаются до океана. Недавние расчёты показывают, это скорее всего завышенная оценка. Но даже в самом оптимистичном сценарии органики, попадающей в океан Титана, недостаточно для поддержания там жизни.
И всё же другие возможности остаются. На Европе, где на поверхности почти нет органики, предполагается существование гидротермальных источников на дне, выбрасывающих различные соединения и запускающих сложные химические реакции, способные поддержать жизнь. Косвенные доказательства наличия углекислого газа в океане Европы получил телескоп имени Джеймса Уэбба. Может ли то же самое происходить на Титане за счёт органики из недр?
Ниш не исключает такой возможности, отмечая, что её коллеги из института в Техасе изучают этот вопрос. Но она акцентирует особую оговорку: внутренняя органика на Титане может быть в основном ароматическими соединениями, из которых сложно получить биомолекулы, например аминокислоты.
Хотя прямое изучение этих океанов пока недоступно, исследование Ниш открывает многообещающие возможности для миссии Dragonfly к Титану, в которой она участвует в качестве со-руководителя. Запуск Dragonfly запланирован на 2028 год, а прибытие на Титан – на 2034-й. Вертолёт будет исследовать спутник с воздуха и забирать образцы для анализа. Согласно работе Ниш, на поверхности может быть множество ударных кратеров, где органика смешивалась с жидкой водой, возможно давая старт сложным химическим реакциям перед замерзанием и погружением под землю. Изучив такие участки, учёные могут многое узнать о предбиологической химии, в итоге приведшей к зарождению жизни на Земле.
Результаты работы группы Ниш опубликованы в журнале Astrobiology.
