Поиски жизни в солнечной системе


Этот вопрос вне всякого сомнения волнует любого, кто хоть немного интересуется космосом. В этой статье я рассмотрю вопрос о том, где в Солнечной системе у нас наибольшие шансы найти внеземную жизнь.

Условия необходимые для возникновения и поддержания жизни

Жизнь на земле основана на водно-углеродной основе. Для такой жизни необходим температурный режим позволяющий воде быть в жидком состоянии. Поэтому именно на это обращают внимание ученые при оценке возможности жизни на том или ином небесном теле.

Можно возразить, что жизнь не обязана основываться на биохимии похожей на земную, и это в общем так. Но все же жизнь на основе иной биохимии гораздо менее вероятна, чем водно-углеродную жизнь.

Источник: hi-news.ru

Это связано с тем, что во-первых многообразие молекул на основе например того же кремния (вместо углерода) или фтора (вместо кислорода) намного меньше, чем многообразие органических молекул. Кроме того заменители углерода/воды/кислорода просто гораздо менее распространены во вселенной, что уменьшает вероятность возникновения жизни на их основе.

Это не значит, что не может быть скажем жизни на кремниевой основе. Просто такая жизнь менее вероятна и более целесообразно искать именно органическую жизнь.

Марс

Из планет Солнечной системы только на Марсе возможно существование жидкой воды, что было подтверждено открытиями как следов схождения селевых потоков, так и подледных озер из жидкой воды.

Подледное озеро жидкой воды на Марсе. Источник: gizmodo.com

Ученые далеки от оптимизма в вопросе обитаемости Марса. Есть небольшая вероятность, что жизнь на Марсе может существовать в виде простейших (бактерии/вирусы). Исследования показали, что некоторые виды земных бактерий-экстремофилов, а также тундровых лишайников могли бы выжить достаточно долгое время в условиях похожих на марсианские.


Марсоход Марс-2020 в представлении художника. Источник: wikipedia.org

Также есть вероятность, что в прошлом, когда условия на Марсе были более благоприятны там существовала и более сложная жизнь. В 2020-м году на Марс будет отправлен марсоход Марс-2020 главной целью которого будет исследование Марса на предмет обитаемости сейчас либо в прошлом. Думаю он сможет ответить на многие вопросы, на которые сейчас мы можем только разводить руками из-за отсутствия информации.

Венера

Из других планет Солнечной системы пожалуй Венера является наилучшим кандидатом на обитаемость. Большинство ученых и я в том числе считают, что жизнь на Венере отсутствует.


ера-13. Источник: wikipedia.org

Виной тому чрезвычайно плотная атмосфера, создающая во-первых огромное давление на поверхности (порядка 80 атмосфер), а во-вторых сильнейший парниковый эффект — средняя температура поверхности Венеры самая высокая среди всех планет Солнечной системы.

Впрочем некоторые ученые предполагают возможность существования микробной жизни в облаках Венеры, где условия не столь враждебны для жизни.

Европа

Один из крупнейших спутников Юпитера может быть одним из наших лучших шансов на поиск жизни за пределами Земли.

Как показывают исследования под поверхностью Европы находится огромный океан жидкой воды в несколько раз превышающий по объему все количество воды на Земле.

Источник: nasa.gov

Эта вода периодически вырывается на поверхность в виде огромных водяных гейзеров. Много косвенных признаков указывает на то, что Европа может быть в том или ином виде обитаема: в частности большое количество пероксида водорода, а также большое количество глинистой примесей в приповерхностных льдах Европы.

Структура коры Европы: слой почвы, затем слой льда и затем океан жидкой воды. Источник: ria.ru

Это может быть результатом жизнедеятельности простейших организмов, впрочем этому возможны и иные объяснения. Когда-то между 2022 и 2025-м годом запланирован запуск космического аппарата Europa Clipper, который должен заняться поиском возможной жизни на Европе.

Энцелад

Один из спутников Сатурна — Энцелад во многом подобен Европе. Подобно ей он содержит под поверхностью огромный океан жидкой воды. Космический корабль Кассини-Гюйгенс обнаружил на Энцеладе в большом количестве углерод, водород, кислород и азот — все ключевые составляющие земной жизни. Кроме того были обнаружены многочисленные водяные гейзеры.


Энцелад в разрезе. Источник: life.ru

Планируется отправка нескольких исследовательских миссий к Энцеладу, но нет ясности со временем отправки ни одной из них.

Источник: zen.yandex.ru

В среде астрономов ходит множество шуток про астробиологов. Например, про то, что астробиология — это «единственная наука, которая занимается поиском собственного предмета исследования». Жизнь за пределами Земли пока не нашли нигде, и неизвестно, есть ли она где-либо ещё. Однако задачи астробиологии шире, чем поиск живых существ на Марсе. Скорее — это исследование условий, при которых жизнь возникает или может возникнуть, изучение «экстремальных» для жизни мест на Земле, например, подводных вулканов — «чёрных курильщиков» как моделей внеземной жизни, и даже всевозможные эксперименты с «выращиванием картофеля на МКС» и «изготовлением реплики марсианской почвы».


В последние годы планируемые космические программы имеют выраженный «крен» в сторону поисков жизни: «полезная нагрузка» аппаратов включает приборы, предназначенные для поисков биосигнатур, их же пытаются искать, исследуя спектры излучения от планет и спутников. Ниже — обзор шести «пунктов назначения» в Солнечной системе (планет и их спутников), наиболее интересных исследователям с точки зрения поиска жизни. Сюда ожидаемо входит Марс, но также и неочевидные точки, вроде нескольких спутников планет-гигантов, привлёкшие по разным причинам внимание астрофизиков.

1. Энцелад

Enceladus tiger strips
«Тигровые борозды» на поверхности Энцелада. NASA/JPL/Space Science Institute.

Энцелад (Enceladus) — небольшой спутник Сатурна диаметром всего 500 км. Это один из наиболее ярких объектов Солнечной системы: он отражает больше света, чем любое другое небесное тело, потому что его поверхность представляет собой сплошной ледяной покров толщиной 30—40 км.


и более внимательном изучении спутника обнаружилось, что в районе его южного полюса на поверхности есть характерные борозды на льду длиной десятки километров, названные «тигровыми полосами». Но зато на поверхности практически отсутствовали следы метеоритных ударов. Это означает, что ледяная поверхность быстро «залечивается» за счёт поступления жидкой воды. Наконец, при съёмке с «ночной» стороны спутника в 2005 году были обнаружены водяные гейзеры, бьющие из-подо льда из «тигровых полос» на высоту до 250 км. Позднее исследование гравитационных аномалий позволило установить, что, по крайней мере, под южным полюсом Энцелада существует приповерхностный океан жидкой воды. Его толщина около 10 км. До сих пор ведутся споры о том, существует ли океан только под определённым участком поверхности Энцелада (в окрестностях южного полюса) или занимает всю планету. Ответ на этот вопрос пытаются получить, исследуя географию выбросов гейзеров, а также путём изучения магнитных аномалий спутника. Здесь механизм может оказаться аналогичным магнитному полю спутника Юпитера Европы, которое, как считают, обусловлено наличием сплошной массы солёной воды — проводника электричества.

Более того, орбита спутника лежит как раз в одном из колец Сатурна, а именно в кольце F. Материал этого кольца во многом обусловлен выбросами гейзеров Энцелада. Это означает, что если в морях (океане) Энцелада есть жизнь, то таким образом она может попадать в космос и разноситься хотя бы в пределах Солнечной системы, попадая на другие небесные тела. В выбросах Энцелада, кроме воды, обнаружен азот (молекулы аммиака), а также некоторые простейшие углеводороды в следовых концентрациях. Сейчас рассматривается несколько проектов исследования Энцелада, включая вариант с возвращением на Землю образцов воды из гейзера.


2. Титан

Titan river network
Русло метановой реки на Титане. Мозаичный снимок посадочного зонда «Гюйгенс».

Титан — крупнейший спутник Сатурна диаметром около 5000 км. Это единственный спутник планеты в Солнечной системе, имеющий свою атмосферу из азота, и единственное тело, кроме Земли, на котором есть жидкость в устойчивом состоянии. Вместо воды при температурах на Титане около −180 °C гидрологический цикл обеспечивается циркуляцией жидкого метана CH4. Также это единственный спутник в Солнечной системе, кроме Луны, на котором работал спускаемый аппарат. Зонд «Гюйгенс» орбитального комплекса «Кассини» в 2005 году опустился на поверхность спутника и проработал там несколько часов, успев передать несколько фотографий с воздуха и после приземления.
личие жидкой среды и атмосферы способствует активным экзогенным геологическим процессам выветривания и формирования рельефа, в частности, обуславливает сложный рельеф поверхности. Из-за схожести геологических процессов под действием ветра и жидкой среды на Земле и на Титане формы рельефа поверхности спутника Сатурна также аналогичны земным: встречаются «дюны», «горы», «плоскогорья», «равнины» и т.д. Недавно многолетние результаты съёмки поверхности в разных диапазонах волн удалось свести вместе, построив общую геоморфологическую карту поверхности Титана (про это есть более подробная статья на сайте). Жидкая среда, даже если это и не вода, рассматривается как благоприятный фактор протекания химических и биохимических реакций, потому что обеспечивает циркуляцию и растворение реагентов. Более того, астробиологи рассматривают наличие жидкости на планете как необходимое условие для возникновения жизни. Иначе вероятность таких реакций падает на десятки порядков, и необходимое время для составления благоприятных для жизни комбинаций процессов увеличивается практически до бесконечности (во всяком случае — больше времени существования Вселенной). Один из будущих проектов NASA предполагает высадку на поверхность Титана робота-квадрокоптера Dragonfly, рассчитанного на перелёт расстояний в десятки километров между разными участками и ориентированного на поиск биосигнатур.

3. Марс


Martian dunes
Дюны вблизи северного полюса Марса — снимок орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. NASA/JPL/University of Arizona.

Для поиска жизни предлагаются различные места на Марсе, и исследования здесь ведутся сразу в нескольких направлениях. Так одно из направлений — исследование атмосферы Марса. Удобно как минимум тем, что это можно делать и с Земли, анализируя её спектральный состав. Так, недавно появились статьи об обнаружении в атмосфере Марса метана, который рассматривается как один из важных индикаторов жизни. Также рассматриваются возможные места для поисков жизни «на месте». Один из объектов — полярные шапки, где присутствуют залежи замороженной углекислоты и водяного льда. Второе направление — поиск форм жизни на некоторой глубине под поверхностью, где также обнаружен водяной лёд. Другие интересные объекты включали, например, одну (единственную) точку на экваторе, где обнаружен гематит — оксид железа, указывающий на окисление, возможно, под действием воды.

Но целевым объектом ближайшего готовящегося к старту проекта NASA MARS-2020 стал один из кратеров в его северном полушарии — кратер Езеро. Здесь при исследованиях с орбиты впервые были обнаружены карбонатные минералы (такие, как обычный известняк); кроме того, ландшафт указывает на существование здесь в прошлом устья реки со значительным выносом материала. Новый марсоход будет оснащён инструментами для поиска жизни или, как минимум, биосигнатур. Подробнее про этот проект есть заметка на сайте. Также почти одновременно с этим разрабатывается совместный российско-европейский проект ExoMars.

4. Венера

Venus radar map
Комбинированный радарный снимок северного полушария Венеры по данным аппарата «Магеллан» (1990-е годы). NASA/JPL/USGS.

Поверхность Венеры с температурами около 450 °C, плотной атмосферой из углекислого газа давлением около 100 атм. и дождями из серной кислоты для жизни в нашем понимании непригодна. Из-за парникового эффекта атмосферы температура на Венере даже выше, чем на Меркурии. Однако астробиологи считают, что более приемлемые условия могут сохраняться в верхних слоях её атмосферы. Диоксид серы и монооксид углерода могли бы быть источником пищи для находящихся в её атмосфере на больших высотах микробов. В какой-то мере эти предположения перекликаются с результатами моделирования палеоусловий на планете (см. заметку на сайте). Согласно некоторым сценариям, условия на Венере в течение длительного времени (несколько миллиардов лет) могли быть сопоставимы с земными и умеренными даже для развития жизни. При этом переход системы в неконтролируемый разогрев мог произойти около 700 миллионов лет назад в результате некоторого катастрофического события, которое вызвало выброс углекислого газа и запустило парниковый эффект. Но тогда возможно, что какие-то микроорганизмы уцелели, плавая в верхних слоях атмосферы в условиях постоянных ураганных ветров. Диапазон высот возможного существования жизни оценивают в 50—60 км: это «вилка» ограничений, с одной стороны, из-за сильной радиации от Солнца выше и неблагоприятных атмосферных условий ниже этого интервала. В ближайшем будущем планируются или находятся в разных стадиях разработки несколько проектов изучения Венеры, включая российский проект «Венера-Д» (2025 г.). Также многочисленные космические аппараты с другими пунктами назначения используют Венеру для «разгона» (гравитационных манёвров) и попутно проводят её исследования во время облётов.

5. Европа

Europa anti-Jovian hemisphere
Мозаичный снимок обратной к Юпитеру стороны Европы с аппарата «Галилей». NASA /JPL-Caltech / SETI Institute.

Европа — один из четырёх крупнейших спутников Юпитера, открытых ещё Галилеем в начале XVII века («Галилеевых лун»). Диаметр Европы около 3000 км, и её можно легко рассмотреть в любительский телескоп. Астрономы давно предполагали существование сверхглубокого, глубиной в сотни километров, океана под её ледяной поверхностью. На это указывали многочисленные косвенные признаки, в частности, наличие собственного магнитного поля Европы, которое удовлетворительно объясняется только существованием океана с солёной водой как проводником тока. Кроме того, наличие океана подтверждается исследованиями атмосферы, в которой обнаружены следы воды в результате выбросов гейзеров (см. более подробную статью об этом по ссылке). Предполагается, что запас воды на Европе превышает количество воды в Мировом океане Земли. Из-за близости к Юпитеру приливные силы на спутнике являются существенным источником энергии, позволяющим поддерживать температуру воды, не допуская её замерзания. Кроме того, исследования подтверждают наличие в составе вещества Европы всех «существенных химических элементов для жизни», то есть C, N, O, H, P, S. Европа является одним из приоритетных объектов для поиска внеземной жизни. Для её исследования NASA планирует запуск зонда Europa Clipper с набором инструментов для поиска биосигнатур.

Источник: 22century.ru

Annotation

Как зародилась жизнь на Земле? Существует ли она на других планетах Солнечной системы или еще где-нибудь во Вселенной? Этим вопросам, издавна волновавшим человека, посвящена книга известного американского ученого Нормана Хоровица, крупного экзобиолога, одного из научных руководителей программы "Викинг", целью которой был поиск следов жизни на Марсе.

Адресована читателям, интересующимся достижениями современной науки, желающим глубже понять окружающий нас мир.

Норман Х. Хоровиц

Предисловие редактора перевода

Предисловие автора к русскому изданию

Вступление

Глава 1. Что такое жизнь?

Глава 2. Возникновение жизни: самозарождение и панспермия

Глава 3. Происхождение жизни: химическая эволюция

Глава 4. Есть ли жизнь на других планетах?

Глава 5. Марс: мифы и реальность

Глава 6. Полет "Викингов": вода, жизнь и марсианская пустыня

Глава 7. Полет "Викингов": где же марсиане?

Глава 8. Жизнь в Солнечной системе

Словарь терминов

notes

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Норман Х. Хоровиц

Поиски жизни в Солнечной системе

Предисловие редактора перевода

Современная наука располагает богатым материалом о физико-химической основе жизни, о путях, которые могли несколько миллиардов лет назад привести к возникновению примитивных организмов. В то же время нельзя забывать, что мы судим о принципах структурной и функциональной организации живых существ в общем-то на основании одной модели: хорошо известного нам земного варианта жизни. Несмотря на огромное разнообразие видов, населяющих Землю, все они основаны на "углеродной биохимии". Обмен веществ всех земных организмов — от простейших до человека — катализируют белки-ферменты, состоящие из одних и тех же двадцати аминокислот: универсальны принципы хранения и передачи наследственной информации и механизм биосинтеза белка; существует глубокое сходство в работе мембранных энергопреобразующих систем различных организмов. Единственна ли такая "углеродная модель" или где-нибудь вне Земли, возможно, существуют иные формы жизни? Обнаружение таких форм имело бы огромное значение для понимания принципов организации живой материи. Вместе с тем открытие инопланетных организмов, принципиально не отличающихся от земных, скажем, своим генетическим кодом, в корне изменило бы наши представления о месте и характере процессов, приведших к возникновению и распространению жизни во Вселенной.

Сегодня наука рассматривает проблему существования внеземной жизни в очень широком плане; обсуждаются даже возможности установления связи с гипотетическими цивилизациями иных звездных миров. Однако первоочередной и наиболее важной задачей ныне стало исследование вопроса об обитаемости планет Солнечной системы. Если не считать наивных с сегодняшней точки зрения суждений о присутствии живых существ на планетах и даже на Солнце (высказывавшихся в прошлом после признания гелиоцентрической системы Коперника), то можно утверждать, что действительно научный интерес к проблеме жизни на планетах Солнечной системы пробудился лишь на рубеже нашего столетия. Развитие астрономии и биологии достигло к тому времени такого уровня, что стало возможным реально оценить круг небесных тел, где наличие жизни практически исключено, и выделить наиболее вероятных "претендентов" — ближайшие к Земле планеты, прежде всего Марс.

Наблюдения с Земли не позволяли сколько-нибудь достоверно судить не только о присутствии на этой планете живых организмов, но и просто о реально существующих там климатических условиях. А различные косвенные данные, полученные в ходе наблюдений, подогревали фантазию и заставляли строить увлекательные, но, как мы теперь знаем, фантастические гипотезы. Сейчас даже трудно сказать, на что эти гипотезы повлияли больше — на научное мышление или на художественное творчество. Во всяком случае, именно под их влиянием появились такие произведения, как "Война миров" Г. Уэллса, "Аэлита" А. Толстого. "Марсианские хроники" Р. Брэдбери. Среди исследователей проблемы были энтузиасты, например американский астроном П. Ловелл или советский ученый Г. А. Тихов, были и скептики. Однако читатели старшего поколения, наверное, помнят, что в 40-50-х годах в научно-популярной литературе широко обсуждалась перспектива обнаружить на Марсе если не марсиан или леса тянь-шаньских елей, то уж во всяком случае лишайники, что в общем отражало и взгляды специалистов.

Ситуация изменилась коренным образом в 1957 г. Запуск в СССР первого спутника ознаменовал выход человечества в космическое пространство, и вопрос о возможной встрече с внеземной жизнью перешел в разряд реальных. Прежде всего появилась техническая возможность прямого исследования планет и других объектов Солнечной системы. Помимо чисто фундаментальной, общебиологической стороны проблемы существенным был признан и ее другой аспект: контакт человека с ранее неизвестными видами патогенных микроорганизмов и перенос их на Землю могли представлять серьезную угрозу. Поэтому поиск внеземной жизни стал практической задачей космических исследований.

При этом чрезвычайно важно было определить пределы поиска, т. е. свести довольно расплывчатую проблему к конкретному кругу вопросов, на которые можно получить убедительный ответ с помощью современной аппаратуры.

Потребовалась своеобразная инвентаризация, а в чем-то и ревизия существующих представлений о природе жизни и физико-химических пределах ее распространения. Но главное, была необходима широкая мировоззренческая концепция, позволяющая осмыслить феномен жизни в плане общей эволюции материи во Вселенной.

Такой концептуальной основой для экзобиологического обследования планет и других космических объектов стали представления, разработанные еще в 30-х годах нашим выдающимся соотечественником академиком А. И. Опариным. Согласно его взглядам, возникновение жизни неразрывно связано с химической эволюцией соединений углерода, происходящей как на Земле, так и в космическом пространстве. Подчас приходится слышать, что при всей философской ценности теоретических воззрений А. И. Опарина они чрезвычайно далеки от практики. Опыт становления экзобиологических исследований свидетельствует об обратном. Именно с началом космической эры пробудился широкий научный интерес к проблеме происхождения жизни. По-видимому, это не просто совпадение, что в 1957 г., незадолго до запуска первого в мире искусственного космического тела, в нашей стране состоялся и первый Международный симпозиум по проблеме происхождения жизни, т. е. проблема из чисто умозрительных построений энтузиастов-одиночек превратилась в активно разрабатываемую отрасль экспериментальной науки.

Среди участников исторического московскою симпозиума был и американский ученый Норман Хоровиц, книгу которого мы представляем вниманию советского читателя. Его имя хорошо известно биологам разных специальностей. Еще в 40-х годах, начав работать в области генетики микроорганизмов (результаты этих исследований легли в основу современной молекулярной генетики), он первым попытался использовать генетико-биохимические подходы для анализа процесса эволюционного становления жизни. Позднее, в 60-70-х годах, возглавив биологический отдел Лаборатории реактивного движения, Н. Хоровиц участвовал в разработке и осуществлении программы "Викинг", основной задачей которой был поиск следов жизни на Марсе. О результатах этих исследований и их значении в общем контексте проблемы происхождения жизни и ее распространения в Солнечной системе он и рассказывает в своей книге.

Источник: www.litmir.me

Поиски жизни в солнечной системе

Как известно марсианские каналы, так будоражившие умы землян на рубеже 19-20 веков, с прилётом к Марсу станции Маринер-4 в 1965 году оказались оптической иллюзией. А с посадкой на её поверхность пары «Викингов» в 1976 году шансы на повторение сюжета «Аэлиты» и вовсе свелись к нулю. Марс всё больше и больше напоминал планету из произведений Кира Булычёва:

Планета Шелезяка. Полезных ископаемых нет. Воды нет. Растительности нет. Населена роботами.

Но вместе с тем в 1979 году со снимками спутника Юпитера Европы сделанных Вояджером-2 у человечества вновь появилась слабая надежда на то, что под его ледяной коркой находится океан жидкой воды (а значит возможно и жизнь). Подтвердить наличие подлёдного океана удалось только в 1995 году аппарату «Галилео», а в дальнейшем и на других спутниках Юпитера и Сатурна были обнаружены океаны жидкой воды, о которых пойдёт речь ниже.

Церера

Поиски жизни в солнечной системеЦерера (слева внизу) в сравнении с Землёй и Луной

По недавно полученным данным зонда Рассвет (Dawn) эта карликовая планета имеет в своём составе около 25% воды. Предполагается что в первые миллионы лет своего существования эта карликовая планета имела жидкую воду на своей поверхности, часть из которой так и осталась лежать там в виде льда. Однако на данный момент Церера не имеет ни достаточного источника радиоактивного распада, ни массивных соседей достаточных для гравитационного разогрева его недр и поверхности (а до Солнца там уже слишком далеко). Поэтому нахождение в её недрах воды в жидкой фазе весьма маловероятно также, как и любых признаков жизни. Однако текущее состояние Цереры не исключает зарождения и существования жизни на её поверхности в первые моменты существования Солнечной системы, когда светимость Солнца не упала в процессе его выхода на главную последовательность. И следы этой гипотетической существовавшей жизни вполне можно поискать.

Европа

Поиски жизни в солнечной системе

Первые подозрения о наличии подповерхностного океана у этого галилеева спутника Юпитера появились ещё в результате снимков, сделанных «Вояджерами» в 1979 году, но окончательную прояснить эти сомнения удалось только зонду «Галилео» спустя долгие 14 лет. На данный момент достоверно известно, что толщина гидросферы Европы достигает 100 км, что даёт оценочный объём океана этого спутника (имеющего массу всего в 0,8% массы Земли) в 2-3 раза больший объёма всех океанов Земли вместе взятых.

Поиски жизни в солнечной системе

При этом по одной из моделей вся толща гидросферы кроме 10-30 км верхней ледяной коры находится в жидкой фазе, а по другой — большая часть находится в состоянии вязкого льда. Из-за недостаточности энерговыделения модели гравитационного разогрева большинство учёных склоняется к второй версии, однако по гладкой поверхности Европы точно известно, что как минимум определённая доля воды в жидкой фазе под поверхностью этого спутника Юпитера всё же есть.

На данный момент Европа и остальные галилеевы спутники Юпитера являются довольно слабо изученными, так как непосредственно на исследования системы Юпитера были направлены только два аппарата: «Галилео» и «Юнона» (работающий там в данный момент). Однако из-за того, что «Юнона» и её инструменты направлены большей частью на изучение магнитного поля самого Юпитера, об пригодности для жизни спутников Юпитера известно довольно мало. Ближайшие миссии, которые должны внести большую ясность в наше устройство Европы, Ганимеда и Каллисто должны стать миссии «JUICE» европейского агентства ESA и «Europa Clipper» американского NASA запуск которых предварительно назначен на 2022 год.

Ганимед

Поиски жизни в солнечной системе

Также относится к числу 4-х галилеевых спутников и имеет подтверждённую толщину ледяной мантии порядка 800 км. К сожалению, о толщине его океана ничего не известно, хотя само его существование достоверно подтверждено, а о нём также известно, что оно дифференцировано по солёности на 4 слоя разделённые льдами типа I, III, V и VI. К сожалению толщина ледяной коры должна составлять около 100 км, что исключает возможность его исследования в обозримом будущем.

Каллисто

Поиски жизни в солнечной системе

Под поверхностью этого спутника Юпитера находится ледяная мантия толщиной порядка 80-120 км, в толще которой располагается глобальный океан с глубиной не менее 10 км. В случае же если в составе этого океана присутствует аммиак или другой антифриз с концентрацией до 5% — толща водяного слоя может достигать все 250-300 км. Поверхность спутника примерно на 25% состоит из льда, который местами достигает концентрации в 80%, однако на основе полученных данных можно судить о том, что океан Каллисто по всей видимости никогда не был связан с поверхностью, что делает его маловероятным местом для зарождения жизни.

Энцелад

image

Практически сразу после прибытия Кассини в систему Сатурна был обнаружен источник вещества самого широкого кольца Е Сатурна — ими оказались гейзеры Энцелада. В процессе пролётов этого спутника Кассини было установлено что вещество выбрасываемое гейзерами имеет в своём составе углекислый и угарный газ, метан, пропан, ацетилен, формальдегид и минеральные соли, а pH составляет 11-12 единиц, что является приемлемым условием для существования многоклеточных форм жизни земного типа.

Поиски жизни в солнечной системе

Вполне возможно, что в составе выбросов также присутствовали сложные органические вещества, но «выжать» большего из приборов зонда было уже невозможно, так как в момент отправления 15 октября 1997 года его создатели лишь подозревали о наличии у спутников Сатурна подповерхностных океанов. На основе измерений влияния Энцелада на траекторию пролёта Кассини была составлена гравитационная карта спутника по которой стало понятно, что он имеет подповерхностный солёный океан, простирающийся от южного полюса спутника до 50° южной широты. Океан имеет глубину порядка 10 км и располагается под ледяной оболочкой толщиной около 20-25 км, который в области южного полюса подходит к поверхности на глубину в 1-5 км.

Поиски жизни в солнечной системе

Согласно предварительным расчётам энергии, выделяемой в процессе гравитационного трения, не хватало на существование подповерхностного океана с такими параметрами, а естественный распад радиоактивных материалов в ядре мог произвести не более 1% от необходимого энерговыделения. Однако недавнее исследование показало, что если цельное ядро Энцелада в расчётах заменить на пористое, то выделяемой энергии оказывается вполне достаточно для наблюдаемого нагрева океана. А химический составу выбросов гейзеров также указывал на то что он образовывался при взаимодействии воды имеющий температуру более 90°C со скальными породами.

От различных подразделений NASA и ESA предлагалось уже целых 12 различных миссий, направленных на исследования Энцелада в качестве основной или вторичной цели, но на данный момент ни одна из них не была принята к реализации. Уже 9 декабря NASA начинает конкурс по очередному этапу программы «Новые рубежи», среди 12-ти рассматриваемых заявок которой две направленны непосредственно на исследования Энцелада. При этом к 2019 году по этой программе должны быть выбраны 4-6 миссии, что даёт высокие шансы на то что хотя бы одна из этих двух заявок выиграет конкурс и полетит в 2025 году на исследования Энцелада. Кроме этого об желании запустить первую частную миссию к Энцеладу высказался Юрий Мильнер.

Титан

Поиски жизни в солнечной системе

По данным недавно закончившего свою миссию зонда Кассини этот спутник Сатурна оказался интересен не только тем что является единственным во всей Солнечной системе объектом, имеющим жидкие моря на поверхности (за исключением Земли конечно), но ещё и тем что по обнаруженному зондом «Кассини» дрейфу его поверхности в 0.36° за год под его поверхностью был обнаружен глобальный океан. Глубина океана составляет целых 250 км, но из-за того, что оно запечатано в 50 км от поверхности, добраться до него с исследовательской миссией в ближайшее время явно не удастся.

Поиски жизни в солнечной системе

По точным измерениям траектории зонда NASA удалось даже установить то что солёность этого океана близка к показателю Мёртвого моря Земли (в котором, не смотря на зловещее название всё-таки обитают микроорганизмы). Кроме этого под действием гравитационного воздействия Сатурна на Титане происходят приливы высотой до 10 м (это стало вторым подтверждением существования подповерхностного океана, так как иначе приливы должны были бы составлять не более 1 м).

Спуск зонда Гюйгенс на поверхность Титана

на 2020-е годы назначен запуск миссии TSSM, которая должна стать идейным продолжением миссии Кассини-Гюйгенс: на этот раз предполагается доставка к Титану воздушного шара предназначенного для исследования атмосферы

Мимас

Поиски жизни в солнечной системе

За свой характерный кратер «Гершель» этот спутник Сатурна с момента своего открытия сразу получил прозвище «Звезда смерти». В реальности Мимас имеет 400 км в диаметре, превосходя таким образом первую «Звезду смерти» из Звёздных войн в 3 раза, и являясь немногим больше второй из них. Предполагается что он должен иметь океан на глубине в 24-31 км под его испещрённой кратерами поверхностью, однако на данный момент точных подтверждений его наличия обнаружено не было.

Тритон

Поиски жизни в солнечной системе

Этот спутник Нептуна был посещён искусственным объектом всего однажды — когда Вояджер-2 пролетел мимо него на своём пути к дальним окраинам Солнечной системы. По этой причине Тритон слабо изучен: нам доступны подробные снимки лишь одной его стороны. На его поверхности подтверждено наличие азотных гейзеров и предполагается наличие подповерхностного океана из смеси воды и аммиака, но из-за большой отдалённости этого спутника от Солнца наличие известных форм жизни на нём сейчас или ранее практически исключается.

Плутон

Поиски жизни в солнечной системе

Эта, недавно разжалованная из «больших», карликовая планета имеет очень разреженную атмосферу (с давлением у поверхности в 600 раз меньшим чем у Марса). Предполагается что у Плутона должно быть достаточно внутреннего тепла для существования под поверхностью океана жидкой воды, при наличии достаточной концентрации антифризов. Однако недавний пролёт «Новых горизонтов» мимо него так и не смог дать однозначный ответ на этот вопрос.

Источник: habr.com

Убежденность в существовании жизни на планетах Солнечной системы возникла у людей лет на 300 раньше, чем были получены убедительные научные данные как о самой жизни, так и о планетах. Такие представления — плод естественного, но неоправданно широкого толкования революционных идей Коперника — сформировались у мыслителей XVII–XVIII вв. не на основе научных фактов, а исходя из общих философских принципов. Со временем благодаря углублению научных знаний существование жизни на других планетах перестало быть не вызывающей сомнения истиной. а превратилось в гипотезу, которая подлежала логическому анализу и экспериментальной проверке. Выполнению этой программы, которая завершилась лишь в наши дни, способствовали два обстоятельства: более глубокое проникновение в тайны природы и происхождения живой материи, а также разработка новых методов исследования планет, позволившая переступить пределы, установленные возможностями земных телескопов. В числе этих новых методов прежде всего следует назвать создание межпланетных космических аппаратов и непрерывно совершенствующуюся технику передачи информации.

Современные биологи показали, что жизнь — это химический феномен, отличающийся от прочих химических процессов проявлением генетических свойств. Во всех известных живых системах носителями этих свойств служат нуклеиновые кислоты и белки. Сходство нуклеиновых кислот, белков и работающих на их основе генетических механизмов у организмов самых различных видов практически не оставляет сомнений в том, что все живые существа, ныне обитающие на Земле, связаны эволюционной цепью, которая соединяет их также с существовавшими в прошлом и вымершими видами. Подобная эволюция — естественный и неизбежный результат работы генетических систем. Таким образом, несмотря на бесконечное разнообразие, все живые существа на нашей планете принадлежат к одной семье. На Земле фактически существует лишь одна форма жизни, которая могла возникнуть только однократно.

Основным элементом земной биохимии является углерод. Химические свойства этого элемента делают его особенно подходящим для образования такого типа больших информационно богатых молекул, которые необходимы для построения генетических систем с практически неограниченными эволюционными возможностями. Космос также очень богат углеродом, и целый ряд данных (результаты лабораторных экспериментов, анализов метеоритов и спектроскопии межзвездного пространства) свидетельствует, что образование органических соединений, подобных тем, которые входят в состав живой материи, достаточно легко и в широких масштабах происходит во Вселенной. Поэтому вероятно, что если жизнь существует в каком-то ином уголке Вселенной, то она также основана на химии углерода.

Биохимические процессы, основанные на химии углерода, могут протекать лишь при сочетании на планете определенных условий температуры и давления, а также наличия подходящего источника энергии, атмосферы и растворителя. Хотя в земной биохимии роль растворителя играет вода, возможно, хотя и не обязательно, что в биохимических процессах, происходящих на иных планетах, участвуют другие растворители.

Условия, существующие в действительности на известных нам планетах, позволяют считать, что эти минимальные требования чрезвычайно жестки и, по всей видимости, пригодные для жизни планеты — достаточно редкое явление. Благодаря значительным успехам в изучении планет к 1975 г. стало очевидным, что в Солнечной системе только Марс, хотя и с малой долей вероятности, может рассматриваться как возможное место существования внеземной жизни. Состоявшийся в том году полет «Викингов» завершил серию важных космических экспедиций на Марс, подведя исследования, связанные с поисками жизни на других планетах, к кульминационной точке. Была закончена одна из самых удивительных глав в летописи современной науки, породившей миф о жизни на Марсе. Низвержение этого мифа, начатое в 1963 г., поведало нам немало интересного не только о самом Марсе, но и о человеческой психологии. Оно же продемонстрировало поистине безграничное могущество науки, ее способность вскрывать и исправлять собственные ошибки.

«Викинги» не только не обнаружили жизни на Марсе, но и — что не менее важно — выяснили причины невозможности ее там. Марс лишен той удивительной особенности, которая определяет экологию нашей планеты, — океанов жидкой воды, обильно освещаемых Солнцем. На Марсе совершенно нет жидкой воды, и он подвержен воздействию всеразрушающего коротковолнового ультрафиолетового излучения. Даже одного из этих факторов, вероятно, вполне достаточно, чтобы сделать планету стерильной, а в сочетании они привели к возникновению на поверхности планеты высокоокислительных условий, которые несовместимы с существованием органических соединений. Поэтому на Марсе нет не только жизни, но и органического вещества.

Но кое-кто, не взирая ни на какие научные данные, продолжает считать планету обитаемой. Время от времени приходится, например, слышать, что где-то на Марсе все же может существовать сырое и теплое место — марсианский рай, богатый своеобразными, марсианскими формами жизни. Порой ставятся под сомнения и выводы, сделанные на основании полетов «Викингов», ибо полученные результаты можно интерпретировать, предполагая, что в грунте планеты обитают микроорганизмы, плотность популяции которых ниже порога чувствительности газового хроматографа с масс-спектрометром.

Эти взаимоисключающие точки зрения — одна, допускающая, что жизнь на Марсе, как и на Земле, нуждается в воде, и другая, напротив, отрицающая подобную необходимость, — совершенно фантастичны. «Райский сад», будь он на Марсе, был бы различим на фотографиях марсианской поверхности по висящему над ним облаку водяных паров и, возможно, по наличию снега. Но этих признаков обнаружено не было, и очень маловероятно, что подобное место может существовать на Марсе. Равнина Утопия (где совершил посадку один из спускаемых аппаратов), грунт на которой в течение длительного времени ежегодно бывает покрыт инеем, является по марсианским стандартам очень влажным местом, и поэтому нет оснований говорить, что при осуществлении научной программы «Викинг» образцы отбирались только в самых засушливых областях. А второе предположение, согласно которому в марсианском грунте даже и сейчас обитают микроорганизмы — не более чем еще один вариант легенды о голубом единороге, утверждающей, что этот зверь живет в пещере на Луне. Данное утверждение невозможно опровергнуть, поскольку создатель легенды наделил единорога всеми свойствами, необходимыми для выживания на Луне. По аналогии марсианские организмы должны быть, например, способны к существованию без воды или иного растворителя и быть устойчивыми к процессу, разрушающему органические вещества, фотодеструкции.

Неудавшиеся попытки обнаружить жизнь на Марсе явились не только разочарованием, но и открытием. Поскольку Марс, несомненно, считался наиболее «перспективным» объектом для поисков внеземной жизни в Солнечной системе, то теперь, в сущности, стало ясно, что Земля — единственная несущая жизнь планета в ближайшей к нам области Галактики. Мы пробудились ото сна! Мы одиноки, мы и все другие виды — наши фактические родственники, с которыми мы делим Землю. Если современные исследования Солнечной системы заставят нас глубже осознать уникальность нашей маленькой планеты и усилят тем самым нашу решимость избежать самоуничтожения, то они дадут человечеству нечто большее, чем просто сумму новых научных знаний.

Следующая глава >

Источник: bio.wikireading.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.