В течение XX века мы надеялись найти жизнь на планетах Солнечной системы, похожих на Землю. Но Венера оказалась адским пеклом с огромным атмосферным давлением, а на Марсе необходимую для жизни атмосферу сдуло солнечным ветром, от которого у красной планеты нет никакой защиты. В связи с этим взгляды ученых стали обращаться к спутникам наших газовых гигантов. Некоторые их луны по размерам превосходят даже планету Меркурий. В кино изображение спутника газового гиганта как места обитания было показано во вселенной «Звездных войн» (Эндор, дом эвоков) и «Аватара» (планета Пандора). Но это вымышленные миры. А что насчет наших Юпитера и Сатурна? Возможна ли жизнь на их лунах? И каковы перспективы для возможного заселения людьми? Давайте посмотрим.
На орбите Юпитера
Вокруг самой большой планеты Солнечной системы обращается более 70 спутников. Все они находятся в пять раз дальше от Солнца, чем Земля. То есть, до них доходит около 3% тепла, которое получаем мы. В таких условиях можно подумать, что ни о какой жизни и говорить не приходится. Без солнечного тепла эти спутники - не более, чем промерзшие куски камня. Но давайте сначала определим ключевые компоненты для существования жизни. Их три:
1. Химические элементы: углерод, кислород, водород и азот.
2. Вода, без которой невозможно формирование сложных молекул.
3. Источник энергии.
Солнце является источником энергии, но не единственным. Взглянем на луну Юпитера - Ио. Это небесный объект с самым высоким уровнем вулканической активности в Солнечной системе. Температуры на поверхности спутника меняются в диапазоне от 1500 градусов Цельсия до минус 130. Что так нагревает Ио, если не Солнце? Его собственная орбита, а точнее, влияние приливного разогрева.
Это небесный объект с самым высоким уровнем вулканической активности в Солнечной системе. Температуры на поверхности спутника меняются в диапазоне от 1500 градусов Цельсия до минус 130. Что так нагревает Ио, если не Солнце? Его собственная орбита, а точнее, влияние приливного разогрева.
Ио вращается вокруг Юпитера по эллиптической орбите. Из-за этого во время приближения и удаления от Юпитера выступы на поверхности Ио увеличиваются и уменьшаются. Такое непрестанное сжимание-разжимание, словно резиновый шарик в кулаке, и есть причина разогрева спутника. И разогрев этот настолько сильный, что вся поверхность небесного тела покрыта озерами лавы и долинами расплавленного камня.
Получается, на Ио слишком жарко для жизни, и она в этом смысле сходна с Венерой. Следующий кандидат на наличие жизни на орбите Юпитера - это Европа. Она не подвергается столь катастрофической деформации, как Ио, но в этом и проблема. На ней слишком холодно, отчего поверхность луны покрывает слой твердого льда. Однако ученые предполагают, что под ледяной поверхностью находится океан. Косвенно на это указали данные космического зонда «Галилей», находившегося на орбите Юпитера с 1995 по 2003 год.
Космический аппарат сделал снимки поверхности спутника, на которых четко видно новые и старые разломы в ледяной корке. Они пересекают друг друга зигзагами. Более темные разломы происходили в ранние эпохи жизни спутника. Считается, что они образовались, когда соленая вода из лежащего подо льдом океана прорывалась на поверхность, а затем испарялась в космическое пространство. Если это так, то эти области содержат ценные оксиданты, необходимые для жизни.
Итак, у нас есть один из компонентов - вода. Еще одим компонентом - источником энергии для жизни - может быть геологическая активность ядра спутника и, соответственно, геотермальные выходы подледного океана. Она обеспечивается за счет того же приливного разогрева - только в случае с Европой он не такой сильный. Нам остается только отыскать те самые кирпичики жизни - узнать, есть ли в недрах океана Европы похожие на земные соединения нуклеотидов, или хотя бы их аналоги. Как раз в 2024 году в октябре такая миссия запланирована NASA и получила название Europa Clipper. Планируется масштабное исследование спутника Юпитера с помощью космического аппарата и взятие образцов газа и пыли с поверхности. Вероятно, скоро мы узнаем, есть ли жизнь на Европе.
На орбите Сатурна
Если на Юпитере холодно для жизни, то что и говорить про Сатурн, который находится еще дальше от Солнца, скажете вы. Но именно на орбите этого газового гиганта находится единственный спутник в Солнечной системе, у которого есть атмосфера - Титан.
95% ее составляет азот, оставшиеся 5 - метан. Спутник окружен характерной дымкой оранжевого цвета, которая состоит из так называемых «толинов» - результата взаимодействия метана и ультрафиолетового света Солнца. Некоторые ученые считают, что толины представляют собой эдакий «суповой» набор для жизни: в них содержатся необходимые химические элементы для образования нуклеотидов.
Допустим, это так. Значит, у нас есть первый компонент для жизни. У нас, однако, отсутствует источник энергии, поскольку тепла от Солнца недостаточно для перехода воды в жидкую фазу. Впрочем, воды на Титане как раз нет, но есть жидкий метан. Как известно, при замерзании газы сжижаются, а потому на Титане, где температура составляет минус 182 градуса по Цельсию, разливаются настоящие метановые моря. В таких условиях нам остается только перевернуть свои представления о развитии жизни и задать вопрос: может ли жидкий метан служить заменой воды? И возможны ли биохимические процессы при минусовых температурах? Некоторые ученые уже построили гипотетическую модель молекулы жизни, способной выживать в условиях холодного спутника, и назвали ее «азотосомой». Но пока это лишь умозрительные гипотезы. В 2034 году космический зонд NASA под названием Dragonfly навестит Титан как раз для поиска жизни. И, возможно, через 10 лет наши представления о том, из чего бывает ДНК, перевернутся.
Напоследок давайте рассмотрим спутник, который обладает всеми тремя компонентами для существования жизни, но находится в очень неудачном для поддержания этой самой жизни месте. Мы говорим про Энцелад - небесное тело всего 500 км в диаметре, которое обращается в самом дальнем разреженном кольце Сатурна. Это очень колоритный спутник - его поверхность покрывает снежно-белый слой частиц льда, который пересекают тонкие трещины.
Через эти трещины в космос ежесекундно выбрасываются струи водяных паров массой до 250 кг. Именно так: Энцелад представляет собой настоящий криовулкан. В отличие от обычного вулкана, вместо лавы он извергает воду. Именно поэтому спутник такой снежно-белый: выбрасываемая вода тут же превращается в кристаллы льда, которые оседают на поверхность.
Зонд «Кассини-Гюйгенс», отправленный исследовать спутники Сатурна в 2004 году, взял образцы струи из криовулкана при пролете мимо луны. Анализ показал, что она состоит из смеси воды, углекислого газа, метана, соли и кристаллов аммиака. Мы имеем химическую основу для жизни, тепло (поскольку оно, очевидно, питает гейзеры Энцелада) и воду. Все три компонента на месте, но их сочетание таково, что говорить о наличии жизни на Энцеладе все-таки сложно. Если из недр спутника постоянно бьют гейзеры, то даже если жизнь и зародилась бы в его глубинах, она наверняка была бы исторгнута на поверхность с очередным выбросом. И, в целом, жизнь в условиях вулканической активности представить все-таки сложно. Впрочем, кто знает? Возможно, в недрах Энцелада как раз находятся эдакие местные киты, которые и выбрасывают струи воды на поверхность из подледного океана.
Возможные миры
Итак, мы рассмотрели четыре спутника, на двух из которых возможно присутствует жизнь в форме микроорганизмов. Точный ответ мы получим в течение ближайшего десятилетия. Но что насчет перспективы заселения людьми лун газовых гигантов? Тут ответ будет коротким: для превращения спутника Юпитера или Сатурна в обитаемое для людей место необходима атмосфера, сходная с земной. На Титане, как мы увидели, атмосфера есть, но чистым азотом мы дышать не можем. Кроме того, атмосфера Титана удерживается низкой температурой, которая не дает молекулам газа унестись в открытый космос. Перемести мы его на место нашей Земли, газ нагрелся бы и улетучился, а атмосфера испарилась. Почему? Массы Титана банально недостаточно.
Спутник должен иметь достаточную массу и гравитацию для удержания теплой атмосферы из азота и кислорода. Расчеты показывают, что масса такого небесного тела должна быть чуть больше массы Марса (поскольку красная планета своей массой атмосферу удержать не смогла). Как мы знаем, спутников больше Марса в Солнечной системе нет. Поэтому обитаемые спутники вроде Эндора и Пандоры теоретически возможны, но искать их нужно уже за пределами нашей Солнечной системы.
***
По тематике статьи:
Не только углерод. Рассматриваем альтернативные формы жизни
Почему на Земле зародилась жизнь, а на Марсе и Венере - нет? Две причины
Наша Солнечная система нетипична, или как Юпитер почти уничтожил Землю
Планета алмазов и мир вечной ночи. Какие бывают планеты за пределами Солнечной системы
***
Если вам понравилась статья, вы можете поставить отметку «нравится». Если есть с чем поспорить, пишите в комментарии - мне интересно альтернативное мнение. Также вы можете подписаться на канал. Я пишу материалы о науке, истории и психологии.