Жизнь среди газовых гигантов
Космические зонды открыли нам таинственное царство внешней части Солнечной системы, где плавают покрытые льдом планеты, окутанные дымкой и содержащие моря метана. Но какими негостеприимными бы они ни казались, за минувшие несколько десятилетий появилось все больше признаков того, что некоторые из спутников наших газовых гигантов могут располагать средой, подходящей для образования жизни. И не когда-то в прошлом, как Марс, а прямо сейчас. Европа, спутник Юпитера, а также луны Сатурна Энцелад и Титан стали целями следующих великих поисков жизни.
НАСА старается сделать более отчетливой картину внешней Солнечной системы, на протяжении долгих лет остававшейся неясной, с помощью данных, собранных тремя миссиями: космических кораблей-близнецов Voyager, отправленных в 1977 году, миссии Galileo к Юпитеру и миссии «Кассини» (Cassini), исследующей систему Сатурна с 2004 года. Ученые десятилетиями анализировали поставленные этими аппаратами данные, набрасывая очертания и устанавливая химический состав более чем ста спутников Юпитера и Сатурна, чтобы сделать основательное предположение о том, где могут скрываться биологические процессы.
Если жизнь будет найдена, то сообщит о ней, возможно, Кевин Хэнд (Kevin Hand). Планетолог и астробиолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (Калифорния), Хэнд входит в команду новой миссии по исследованию Европы — аппарата многократного облета Европы (Multiple Flyby Mission). Идея по созданию аппарата для этой миссии под рабочим названием Europa Clipper появилась десять лет назад, и в этом году получила, наконец, финансирование из федерального бюджета. Проект должен разработать спускаемый модуль для запуска в середине 2020-х годов. Хэнд — один из руководителей подгруппы по работе над главной целью миссии: проверки пригодности Европы для жизни.
Пролетая мимо системы Юпитера, два корабля Voyager сделали потрясающее открытие: на луне Ио имелись действующие вулканы. Гравитация гигантской планеты и ее крупных спутников создавали волны, разогревавшие внутренности луны. Ученые быстро поняли, что эти же самые силы могут разогреть и внутреннюю часть Европы до температуры, достаточной для поддержания в жидком состоянии глобального океана, предположительно, скрывающегося под гладкой коркой льда. Если на Европе есть обширные запасы воды, то для появления микроорганизмов потребуется лишь немного органических веществ и энергии.
Прибыв развивать данные, собранные Voyager, аппарат Galileo определил, что у Европы есть металлическое ядро, окруженное каменной мантией. Мантия служит дном океана соленой воды, и его объем в два раза превышает совокупный объем океанов планеты Земля. Несколько дней назад ученые использовали данные Galileo, чтобы выяснить вероятность существования глиноподобных веществ, образованных в результате геотермических процессов на океанском дне, которые могут указывать на присутствие органики (молекул углерода). На Земле на дне океана геотермические клапаны создают энергетическое взаимодействие воды с каменистым дном, что позволяет поддерживать жизнь без прямого поступления солнечной энергии. В работе по поиску жизни возможность существования на Европе углерода вызывает большой интерес.
Одной из любопытных характерных черт Европы являются линии, пролегающие по гладкому льду. Ученые полагают, что это заново замерзшие трещины. Волновые силы, благодаря которым океан остается в жидком состоянии, разламывают лед. Океанская вода устремляется в разломы и замерзает в них. Таяние и повторное замерзание служат причиной сохранения поверхности льда относительно гладкой. «Мы знаем, что по шкале времени в десятки миллионов лет Европа геологически активна, так как на поверхности не видно никаких серьезных кратеров», — говорит Хэнд. Есть один крупный кратер Пвилл и несколько кратеров поменьше, но они относительно молодые. Ледяная поверхность Европы настолько же стара, насколько стары осадочные породы на дне океана Земли — «самого молодого вещества нашей планеты, или второго после активных вулканов», говорит Хэнд.
Так что если вы ученый, разыскивающий окружающую среду, похожую на Землю, единственную известную нам планету, где бурлит жизнь, то Европа кажется все более и более интересной по мере того, как мы изучаем ее. Увеличим искушение: если космический корабль сможет пролететь над ледяной поверхностью и обнаружит трещину, то специальный аппарат сможет опуститься и непосредственно взять пробу из океана. «Говоря проще, Европа — это то место, где сегодня следует искать жизнь, жизнь, к которой мы однажды сможем прикоснуться и проверить, действительно ли второй источник жизни находится у нас на заднем дворе», — сказал Хэнд.
Не каждый согласен с тем, что Европа — цель номер один. Возможно, легче будет найти жизнь по соседству. Почему бы вместо того, чтобы отправлять космический аппарат совершать посадку на ледяную поверхность и бурить ее ради признаков жизнь, не послать аппарат к соседней луне и взять пробы вещества, которое она выбрасывает в космос? Такова ситуация с Энцеладом, одной из десятков лун Сатурна. Этот маленький мир, по размеру едва ли не меньше Вайоминга, практически не был известен, пока Кассини не прибыл к Сатурну. Примерно год спустя Кассини обнаружил, что Энцелад выбрасывает струи ледяных частиц. Команда Кассини была так воодушевлена этим открытием, что изменила траекторию полета аппарата для более частого посещения этой луны.