Коллектив авторов - Космос. От Солнца до границ неизвестного

Земные глубоководные гидротермальные источники на границах между тектоническими плитами, где магма пробивает морское дно, давно признаны очагами жизни. В мрачных глубинах вокруг гейзеров обжигающе горячей и мутной воды – в гидрогеологии их называют «черными курильщиками» – живут бактерии, которые питаются химическими веществами; многие другие виды организмов, в свою очередь, питаются этими микробами. Европа или Энцелад могут получать достаточно энергии от приливных толчков и притяжений со стороны своих планет-хозяев; благодаря этой энергии внутренности спутников плавятся и подпитывают гидротермальные источники.

Ученые не теряют оптимизма: шансы найти внеземную жизнь не так уж малы. В 2000 году в Атлантическом океане нашли Затерянный город. Это целая экосистема, процветающая вокруг гидротермальных источников, без малейшего намека на тектоническую активность. Жизнь Затерянного города подпитывает специфическая химическая реакция – серпентинизация. Когда щелочные породы из мантии Земли взаимодействуют с более кислыми водами океана, они генерируют тепло и извергают водород, который в свою очередь вступает в реакцию с углеродными соединениями, растворенными в морской воде, создавая пищу для микробов. Майкл Рассел, бывший геолог, а ныне астробиолог в Лаборатории реактивного движения НАСА (г. Пасадина, штат Калифорния, США), считает, что именно в таких местах, как Затерянный город, и могла зародиться жизнь на Земле.

Чтобы проверить, происходит ли это на Энцеладе, группа ученых проекта «Кассини» ищет водород в его шлейфах. Во время первых сближений с Энцеладом космический аппарат действительно обнаружил там водород, но не было никакой возможности определить, поступает ли он из самого спутника Сатурна или изнутри детектора. Дело в том, что когда частицы из шлейфа проникали в масс-спектрометр космического аппарата, они взаимодействовали с его титановыми стенками, производя водород. Поэтому специалисты должны были перевести детектор в новый режим, который регистрировал бы молекулы, не позволяя им касаться стен. Наконец, обработав данные последнего прохода «Кассини» через шлейф, они нашли молекулярный водород, который искали, – и его было много. В крошечной ледяной оболочке Энцелада или в его океане содержится слишком много водорода; следовательно, он должен постоянно вырабатываться там и, вероятно, гидротермальными реакциями.

Европа гораздо больше Энцелада. Скорее всего, на ней также протекают процессы серпентинизации, и благодаря своим размерам она может похвастаться гораздо большим количеством каменных пород, находящихся в контакте с морской водой. В 2016 году Кевин Хэнд и его коллеги из Лаборатории реактивного движения опубликовали статью о свойствах океана Европы, в которой предположили, что его химический баланс подобен земному. Расчеты основывались на допуске, что трещины под скалистым морским дном Европы могут простираться вглубь на 25 км. В этом случае увеличивается поверхность участков каменных пород, которые могут соприкасаться с водой и выделять большое количество водорода.

Насколько мы знаем, для обеспечения процессов жизнедеятельности живым организмам нужна энергия, которую они получают благодаря освобождающимся электронам. Для этого должна происходить реакция между оксидантами (окислителями) типа кислорода, которые присоединяют электроны, и агентами-восстановителями вроде водорода, отдающими электроны. У Европы, в отличие от Земли, нет атмосферы с кислородом, но мы знаем, что излучение Юпитера способно производить окислители на поверхности спутника. Хэнд с коллегами предположили, что эти окислители циркулируют между поверхностью и морскими водами. Это предположение можно проверить сейсмометром, зондирующим кору на борту будущего посадочного модуля.

Вполне возможно, конечно, что жизнь на других планетах подчиняется другим правилам и основывается на другом наборе строительных кирпичиков. Тогда что именно мы должны искать, если не органические молекулы и аминокислоты? Астробиологи размышляют над этим вопросом, но на него, вероятно, можно ответить, только найдя инопланетные формы жизни.

Если на далеких лунах мы сможем найти что-то похожее на глубоководные щелочные каналы, шансы обнаружить инопланетян возрастут. Возможно, нам также придется задуматься о том, что столь же благоприятные для жизни условия скрываются под оболочками других ледяных миров, таких как гигантские спутники Юпитера Каллисто и Ганимед или карликовая планета Церера. Теперь мы знаем, что в Солнечной системе распространены океаны, скрытые под замерзшими поверхностями. Возможно, таких планет во Вселенной большинство, в то время как наша голубая планета с ее своеобразными открытыми океанами является исключением.

Сатурн – жемчужина Солнечной системы. Прекрасные кольца делают вторую по размерам планету уникальной. Это самая «прозрачная» из всех планет, плотность ее меньше плотности воды. Она вращается так быстро, что заметно сплющена на полюсах.

Миссия «Кассини» прибыла в окрестности Сатурна в 2004 году и нацелила на чудесный окольцованный мир свои многочисленные приборы. Показания этих приборов перевернули с ног на голову многие наши представления о планете. Уникальная аппаратура «Кассини» открыла на Сатурне новый удивительный атмосферный феномен – гигантский шестиугольник, нависший над северным полюсом планеты. Зонд также совершил турне по окрестностям Сатурна, исследуя его спутники: двуликий Япет, странно изъеденный коррозией Гиперион, усеянный гейзерами Энцелад и гигантский спутник Титан с его метановыми озерами и реками.

Проникнуть взором под разноцветные облака Сатурна не смог даже «Кассини». Но в 2015 году зонду удалось получить некоторые интересные данные о его внутренней части. Возмущения в системе колец планеты указывали на цунами в масштабах всей планеты, мчащиеся вокруг экватора, и намекали на существование удивительных структур под облаками – возможно, гигантских водоворотов глубиной в тысячи километров, погребенную сферу света или нечто еще более странное.

В 1980 году первая миссия «Вояджера» обнаружила, что кольца Сатурна устроены по принципу спиралевидных волн плотности и отчасти похожи на рукава спиральной галактики. Большинство этих волн расходятся наружу; известно, что они формируются благодаря силе притяжения спутников Сатурна. Но несколько волн направлены внутрь, и исследователи подозревают, что это эхо гораздо более существенных волн, находящихся глубоко внутри планеты.

Согласно общепринятому мнению, Сатурн – это однородный жидкий шар, гомогенная смесь водорода и гелия; и теоретически это вещество может образовывать волны, которые бегут вдоль экватора. Волнообразная гравитация пиков и впадин на одной из таких планетарных волн вполне может вызвать спиральную волну в кольцах наверху.