«Наиболее пригодное для жизни место». Когда планируют лететь на Энцелад

  • Загадочный ледяной мир
  • Метановая жизнь
  • Слабосоленый и глубокий
  • На поиски жизни

"Наиболее пригодное для жизни место". Когда планируют лететь на Энцелад

Художественное представление космического корабля, пролетающего сквозь гейзеры вблизи южного полюса Энцелада

Ученые считают, что на спутнике Сатурна Энцеладе может быть жизнь. Исследователи Аризонского университета, курирующего крупные планетарные проекты, рассказали о возможной миссии туда и о том, какие есть методы для поиска биосигнатур.

Загадочный ледяной мир

До 1980-х об Энцеладе практически ничего не знали. Когда мимо пролетели два межпланетных зонда «Вояджер» и прислали первые снимки, ученые установили диаметр спутника — около 500 километров — и обнаружили, что его отражающая способность выше, чем у любого другого тела Солнечной системы.

В 2005-м автоматическая станция «Кассини» вышла на орбиту Сатурна. На Земле увидели, что весь Энцелад покрыт толстым слоем льда, из-под которого в районе южного полюса вдоль трещин — так называемых тигровых полос — вырываются струи газово-жидкой смеси, похожие на гейзеры. По одной из гипотез, кольцо Е Сатурна образовалось именно из них.

В 2015-м «Кассини» пролетела всего в нескольких десятках километров от гейзеров и взяла пробы. В струях обнаружили водяной пар, различные соли, щелочи, углекислый газ, молекулярный водород, метан, аммиак и сложные органические макромолекулы. Стало понятно, что под ледяной корой скрывается гигантский резервуар жидкой воды, в котором сохраняется термальная активность.

"Наиболее пригодное для жизни место". Когда планируют лететь на Энцелад

«Тигровые полосы» на поверхности спутника Сатурна Энцелада делают его не похожим ни на одно планетное тело в Солнечной системе

Решили, что это локальное море под южным полюсом, но анализ либрации — колебаний вращения спутника — показал: подповерхностный океан — глобальный, он окружает каменное ядро в центре.

В НАСА заявили, что Энцелад — «наиболее пригодное для жизни, какой мы ее знаем, место в Солнечной системе за пределами Земли». Там сошлись три важнейших условия: жидкая вода, химические элементы, необходимые для органических молекул (углерод, водород, азот, кислород и сера), и источники энергии для метаболизма — молекулярный водород и гидротермальные потоки, идущие от поверхности ядра.

Оставался только вопрос с фосфором — в гейзерах его не обнаружили. Однако построенная недавно на основе данных «Кассини» геохимическая модель взаимодействия горных пород ядра и подледного океана демонстрирует, что при таких температуре, щелочности и насыщенности углекислым газом вода насыщается фосфором за 100 тысяч лет. А океану на Энцеладе более 100 миллионов лет.

"Наиболее пригодное для жизни место". Когда планируют лететь на Энцелад

Изображение гейзеров Энцелада, полученное космическим аппаратом «Кассини»

Метановая жизнь

По мнению ученых, в этом океане за счет энергии, которая высвобождается при соединении водорода с углекислым газом, растворенным в воде, могут существовать микроорганизмы. При этой реакции, известной как метаногенез, выделяется метан. На Земле первыми появились именно метаногенные бактерии и археи, способные жить в бескислородной среде.

Предполагают, что молекулярный водород возникает при взаимодействии силикатных пород ядра с горячими водными растворами. Разогрев происходит за счет приливных сил — гравитационного воздействия Сатурна. Что-то может добавлять радиоактивный распад в ядре. Обогащенные водородом струи выходят в районе жерл гидротермальных источников. Осаждающиеся из них карбонаты и другие соли формируют гигантские структуры, называемые «белыми курильщиками».

Такие же, но только темные из-за сульфидов металлов («черные курильщики»), есть в центре земных океанов. Там тоже бьют горячие источники с температурой до 400 градусов Цельсия. И многие ученые считают, что как раз здесь примерно 3,8 миллиарда лет назад возникли первые биологические сообщества на Земле.

"Наиболее пригодное для жизни место". Когда планируют лететь на Энцелад

Схема образования гейзеров Энцелада

Слабосоленый и глубокий

Специалисты Массачусетского технологического института разработали модель внутренней циркуляции подповерхностного океана и показали, что океан на Энцеладе не слишком соленый — около 30 граммов соли на килограмм воды. Это благоприятствует формированию жизни. На Земле почти так же — 35 граммов.

Но на нашей планете океан покрывает три четверти поверхности, теплее вверху от солнечных лучей и холоднее у морского дна, средняя глубина — 3,6 километра. На Энцеладе океан везде, охлаждается около ледяного панциря и нагревается внизу, у ядра. А глубина — не менее 30 километров.

Проанализировав форму ледяной оболочки планетного тела и характер расположения трещин, ученые пришли к выводу, что подледный океан неоднороден — под полюсами вода менее соленая, а лед тоньше, поэтому гейзерам там легче пробиться на поверхность. Намерзание льда на экваторе и истончение у полюсов, вероятно, связано с различной освещенностью поверхности спутника.

Разница в солености и тепло, исходящее со дна, должны вызвать конвекционные течения, что тоже весьма способствует развитию жизни — непрерывное перемешивание обеспечивает приток питательных веществ и удаляет продукты жизнедеятельности.

"Наиболее пригодное для жизни место". Когда планируют лететь на Энцелад

На поиски жизни

Космический зонд «Кассини» не был предназначен для поисков признаков жизни. Поэтому к Сатурну надо отправить специальную миссию с приборами спектрографического исследования выбросов.

Астробиологи из Аризонского университета провели предварительную количественную оценку биомассы подледного океана — около десяти тонн. Чтобы в пробы попало достаточно биоматериала, аппарату понадобится не менее ста раз пролететь через шлейфы выбросов. Альтернативный вариант — посадочный модуль. Но здесь много сложностей. Нужно опуститься прямо к месту фонтана, так как пробурить несколько километров льда нереально.

Миссию к Энцеладу пока только обсуждают. Ее концепты — The Enceladus Life Finder (ELF) и Enceladus Life Signatures and Habitability (ELSAH) — постоянно участвуют в отборах в рамках программ НАСА Discovery и New Frontiers, но проигрывают конкурентам. Очередной конкурс проведут не ранее 2024-го.

Параллельно НАСА и EКA готовят совместный проект — Titan Saturn System Mission (TSSM), где в числе прочего займутся Энцеладом. Миссия намечена на 2030-е.

Концепт Enceladus Orbilander, разрабатываемый Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и предусматривающий посадку аппарата, еще дальше от завершения. Плановые сроки — к 2050-му.

А пока космический телескоп «Джеймс Уэбб» с помощью инфракрасной аппаратуры станет искать в гейзерах Энцелада биосигнатуры — метан, метанол, этан. Однако из-за большой удаленности и малых размеров получить изображения высокого разрешения вряд ли получится. Это станет возможным после 2027-го, когда в строй войдет 39-метровый европейский Чрезвычайно большой телескоп.

"Наиболее пригодное для жизни место". Когда планируют лететь на Энцелад

Добавить комментарий

Adblock
detector