Kievuz

Поиск жизни в Солнечной системе

Содержание

Поиск жизни в Солнечной системе

Поиск жизни в Солнечной системе

Экология познания. Наука и техника: 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

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

Церера (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.

 

 

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.

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

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

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

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.

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.

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

 

Кассини и Титан

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.

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).

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

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

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

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.

 

Текущие новости

Буквально сегодня были опубликованы данные об обнаружении самой далёкой из обнаруженных чёрных дыр на данный момент: она имеет массу в 800 млн масс Солнца и имеет возраст всего 690 млн лет от Большого взрыва.

Это открытие ставит серьёзные вопросы перед космологами, так как это означает что неравномерность плотности Вселенной росла на порядки быстрее чем это предусматривают теории её зарождения.

Из-за установки жёсткого ограничения стоимости проекта телескопа «Джеймс Уэбб» в 8 млрд $ — его запуск также был перенесён на полгода (на весну 2019-го).

Однако работа несмотря ни на что продолжается: так недавно были без замечаний закончены тесты в барокамере и приняты 13 заявок на первые полгода работы этого телескопа.

Запуск CRS-13 (в котором должны будут переиспользоваться и первая ступень и корабль) перенесён с 4-го декабря на 8-е число, и до конца года года намечен ещё один запуск Falcon 9 с 10-ю спутниками Idiridum NEXT. А первый запуск Falcon Heavy к сожалению «съехал» на январь 2018-го. У Роскосмоса до конца этого года также намечено ещё 2 запуска. Таким образом если всё пройдёт гладко и у нас, и у США, то по итогам года SpaceX отстанет от Роскосмоса на 3 запуска, и всего на 2 если учитывать только успешные запуски.
 

Второй запуск ракеты «Электрон» от Rocket Lab также должен произойти 8 декабря (в 4.30 ночи по московскому времени). И как обещают представители самой Rocket Lab — впервые будет транслироваться в прямом эфире.

Европейское космическое агентство выделяет 63 млн $ на создание новой ракеты-носителя лёгкого класса Вега-Е и ещё 43,7 млн $ на постройку беспилотного многоразового корабля с полезной нагрузкой до 800 кг и временем пребывания в космосе до 2 месяцев.

Индийская миссия «Чандраян-2» должна быть запущена к Луне уже в марте следующего года.

Несмотря на предупреждения конгресса о возможных последствиях, первый старт ракеты-носителя SLS всё-таки был перенесён на 2020 год.

Задержки в запуске первой модификации SLS также привели к «съезжанию» запуска Europa Clipper с 2022 года вправо, так как модернизированная версия SLS необходимая для этой миссии, также будет готова с задержкой. опубликовано econet.ru 

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ru/articles/177617-poisk-zhizni-v-solnechnoy-sisteme

Дивный новый мир: поиски жизни за пределами Земли

Поиск жизни в Солнечной системе

Учёные из НАСА обещают, что до обнаружения жизни за пределами Земли нам осталось ждать не дольше 20 лет.

Так как межзвёздные перелёты ещё долгое время будут неосуществимы, очевидно, что искать придётся среди наших ближайших соседей.

Вероятнее всего, первым известным человеку внеземным видом будут не рептилоиды на летающих тарелках, а простые бактерии. Но даже такое открытие немедленно станет научной сенсацией и войдёт во все школьные учебники будущего. 

Как ищут жизнь в космосеНайти жизнь вне земной биосферы — значит смешать ядерный коктейль из коперниканства и дарвинизма.

Земля заурядна, гласит принцип Коперника. Ни в её положении, ни в её основных характеристиках нет ничего уникального.

Жизнь могла зародиться и во многих других местах. Космос больше, чем мы можем себе представить: нужно немного подождать и мы обязательно обнаружим вокруг что-нибудь живое и не менее интересное, чем мы сами.

Теория естественного отбора добавила к этому утверждение, что жизнь может самостоятельно пройти путь от простых форм к сложным за короткое (по космологическим меркам) время.

Обнаружив жизнь на другой планете, мы обнаружим другие, неизвестные нам эволюционные траектории. Сейчас ещё сложно представить, какие выводы можно будет сделать из этих открытий.

Каковы наиболее вероятные претенденты на обитаемость среди наших соседей по Солнечной системе? Какими могут быть другие, альтернативные формы жизни в иных планетарных мирах? 

Марс

Фотографии Марса со станции Viking Orbiter, объединённые в один снимок

Поиск жизни на планетах Солнечной системы ведётся уже давно, но только с появлением мощных телескопов и первых космических станций появилась возможность отделять факты от предположений.

Вплоть до 1960-х годов многие учёные считали, что на Марсе существует развитая техническая цивилизация. Тонкие линии на поверхности планеты, которые можно наблюдать в телескоп, принимали за ирригационные каналы, с помощью которых марсиане пытались победить засуху.

После запуска космической станции Маринер-9 эта гипотеза окончательно изжила себя: «каналы» оказались оптической иллюзией. 

Но вполне возможно, что жизнь на Марсе ещё будет обнаружена. В 2015 году марсоход Curiosity нашёл на поверхности планеты что-то, подозрительно напоминающее следы цианобактерий — организмов, которые насыщают атмосферу Земли кислородом.

Возможно, в прошлом Марс был более пригоден для обитания, но сейчас соли эфирной кислоты и высокая радиация почти полностью пресекают эту возможность. Но ниже поверхности, где условия более мягкие, вполне могли остаться колонии живых бактерий.

Запущенные научные программы — «Экзомарс» и Mars Sample Return Mission — должны проверить это предположение уже в ближайшие годы.

Венера

Снимок Венеры со станции «Пионер»

Венера, как и Марс, находится в зоне обитаемости — не слишком близко, но и не слишком далеко от Солнца для того, чтобы на ней можно было обнаружить жидкую воду.

На ранних стадиях формирования планеты вода здесь, по-видимому, действительно существовала, и в больших количествах. Но в середине XX века учёные обнаружили, что Венера уже давно стала жертвой сильнейшего парникового эффекта.

Её атмосфера состоит в основном из серной кислоты, а температура составляет около +470°С. 

Впрочем, есть бактерии-экстремофилы, которые могут жить и в таких условиях. Но другие формы жизни в привычном нам понимании этого слова обнаружить там вряд ли удастся. Исследования Венеры затруднены из-за раскалённой атмосферы, поэтому первые образцы внеземной жизни наверняка будут найдены где-то в другом месте. 

О жизни на Марсе и Венере люди фантазировали столетиями. С началом космических полётов мы гораздо больше узнали о Солнечной системе, и теперь главной мишенью астробиологов стали другие небесные тела — прежде всего Европа и Энцелад.

Европа

Поверхность Европы. Снимок со станции «Галилео»

Европа — третий спутник Юпитера, по размеру он примерно равен Луне. Учёные предполагают, что под его ледяной поверхностью скрывается солёный водяной океан, превышающий по объёму Мировой океан Земли.

В 1997 году эту гипотезу частично подтвердили данные с космического аппарата «Галилео», указывающие на деформацию магнитного поля Европы.

Существуют бактерии, которые могут питаться перекисью водорода и не нуждаются в солнечном свете — они вполне могут заселять солёный океан этого спутника. 

Чтобы проверить эту гипотезу, придётся не просто пролететь мимо Европы, как это сделал «Галилео», а спуститься на её поверхность. Возможно, в будущем нам даже удасться запустить под лёд этого спутника свои подводные лодки.

Но запланированные исследования — в том числе российский проект «Лаплас — Европа П» — раз за разом откладывались или отменялись. Наиболее перспективный проект Europa Clipper от НАСА должен запуститься в 2022 году.

До поверхности спутника космический аппарат доберётся точно не раньше 2030 года. 

Энцелад

Гейзеры на южном полюсе Энцелада

Энцелад — спутник Сатурна. Он тоже покрыт ледяной коркой, под которой предположительно скрывается жидкий и тёплый океан. На Энцеладе бьют мощные гейзеры, выбрасывая подповерхностные воды на много километров вверх.

В 2008 году космическая станция «Кассини» прошла через одну их таких струй, собрав образцы для химического анализа. Выяснилось, что вода здесь солёная и напоминает по составу озеро Моно в Калифорнии.

В такой высокощелочной среде могут жить некоторые бактерии и даже рачки. 

По составу воды и геотермальной активности океан Энцелада напоминает древние океаны Земли. По некоторым данным, океан здесь существует всего около 10 миллионов лет, но в подходящих условиях жизнь может зародиться даже за такой короткий срок. Скорее всего, первой известной человеку внеземной формой жизни будут именно микроорганизмы из океана Энцелада.

Титан

Фотографии Титана со станции «Кассини», объединённые в один снимок

Жизнь на Титане — крупнейшем спутнике Сатурна — кажется менее вероятной.

Ландшафт здесь напоминает Землю: есть жидкие океаны, реки и даже осадки в виде дождя, только вместо воды — жидкая смесь метана и этана, которые на Земле существуют в виде природного газа.

Температура на поверхности спутника опускается до 170—180°C, поэтому газ приобретает жидкую форму. Но под поверхностью Титана может существовать океан из воды и аммиака, условия в котором гораздо благоприятнее.

Некоторые учёные предполагают, что жизнь на Титане может существовать и в другой, непривычной для нас форме. Молекулярные взаимодействия, необходимые для органической жизни, могут осуществляться не только в воде, но и в жидком метане.

В 2015 году американские химики смоделировали бактерию с клеточной мембраной из азотистых соединений, которая смогла бы выжить именно в таких условиях.

Не исключено, что когда-нибудь такие формы жизни будут обнаружены — если не на Титате, то в других уголках космоса. 

Тест: проверь элементарные знания о космосе

Если даже в Солнечной системе есть несколько мест, в которых могла зародиться жизнь, то сколько таких мест найдётся во всей огромной Вселенной? В 2000 году палеонтолог Питер Уорд и и астроном Дональд Браунли сформулировали гипотезу уникальной Земли, согласно которой возникновение высокоразвитой формы жизни — чрезвычайно редкое явление. Авторы использовали знаменитое уравнение Дрейка и добавили к нему некоторые другие параметры: например, тектоническое движение плит и наличие подходящего спутника — Луны, которая уравновешивает климат нашей планеты. Многие учёные оспаривают выводы Уорда и Браунли.

Но гипотеза уникальной Земли наверняка верна в одном отношении: микробоподобные формы жизни должны встречаться гораздо чаще, чем высокоразвитые. 

Человеку до сих пор удалось изучить только крохотную часть космоса. За пределами Солнечной системы есть миллиарды и миллиарды экзопланет, многие из которых могут быть не менее благоприятными для возникновения жизни, чем Земля.

До конца 1980-х годов учёные не могли обнаружить ни одной экзопланеты: они слишком маленькие и тусклые, чтобы их можно было увидеть рядом с яркими и крупными звёздами.

Благодаря усовершенствованию методов поиска к концу 2017 года было обнаружено уже более 3 500 экзопланет в 2 700 звёздных системах — и этот список продолжает пополняться быстрыми темпами. 

Kepler-442b в сравнении с Землёй. Экзопланета находится на расстоянии 1120 св. лет от Солнца в условиях, очень близких к земным

В 2015 году астрофизики из Вашингтонского университета предложили индекс, который оценивает, насколько планеты подходят для развития и поддержания жизни. В этом рейтинге обитаемости Земля оказалась на десятом месте: её опередили, в частности, планеты KOI 3456.02 и KOI 7235.01 из соседних Галактик, а также Kepler-442b из созвездия Лира. 

, разумеется, далеко не окончательный, и обитаемость планет по нему можно оценить только очень приблизительно. Нам уже известны планеты, похожие на Землю, но детально исследовать их можно будет ещё нескоро.

Поэтому первые формы инопланетной жизни мы обнаружим не на них, а гораздо ближе — скорее всего, на Марсе или Энцеладе.

Возможно, разумные инопланетяне сами дадут о себе знать, но десятилетия упорных поисков до сих пор ни к чему не привели.

В качестве признаков жизни астробиологи обычно учитывают наличие в атмосфере кислорода, метана, воды и других органических молекул. 

Спекулятивная эволюция: вперёд в прошлоеНо жизнь может быть совсем не такой, какой мы привыкли её видеть — не только внешне, но и в самом основании.

Вся известная нам жизнь строится из углеродных соединений. Углерод — очень распространённая, податливая и удобная молекула.

В 2016 году учёным из Калифорнийского технологического института в Пасадене удалось синтезировать органические вещества на основе другого элемента — кремния.

Почему бы не предположить существование кремниевой жизни на других планетах? Или жизнь на основе фосфора? Аммиака? Или совсем уж непредставимое — жизнь на основе не химических, а физических взаимодействий? 

Не стоит сбрасывать со счетов и другие возможности, которые мы пока даже не можем предвидеть. Жизнь в других мирах может оказаться ещё страннее самых странных игр нашего воображения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://newtonew.com/science/divnyy-novyy-mir-poiski-zhizni-za-predelami-zemli

Солнечная Система

Солнечная Система упрощенно, не в масштабе

Если рассматривать ближайшие планеты к Солнцу, Меркурий и Венеру, то вряд-ли там будет существовать белковая жизнь. Пока мы рассматриваем только её т.к. других форм не знаем. Меркурий нагретый более чем на 500 градусов и лишенный атмосферы отпадает сразу.

Венера, после того как ее исследовали наши советские зонды тоже предстала нам в виде небольшого ада.

Чудовищный парниковый эффект, давление атмосферы в 90 раз выше нашего, температура больше, чем на Меркурии (550-590С) и пары серной кислоты в атмосфере из углекислого газа.

Метан на Марсе

Карта распределения метана на Марсе

Но есть и хорошие новости. На Марсе обнаружили следы метана. Данные сразу нескольких зондов говорят о периодическом присутствии этого газа. Метан очень быстро разлагается, значит должен быть источник, который постоянно пополняет атмосферу. На Земле почти весь метан биогенного происхождения.

А на Марсе…неизвестно. Возможно какие-то залежи под поверхностью, хотя вулканизма и тектоники на планете нет уже давно, а на Земле это основной небиогенный поставщик этого газа. За эту соломинку хватаются оптимисты, но одного признака мало, нужны железные доказательства наличия жизни.

Например, марсианский метеорит, найденный в Антарктиде — возможно, но многие ставят под сомнение, что найденные в нем «бактерии» действительно бактерии, слишком уж маленькие.

Результаты экспериментов посадочных модулей Викинга? Вряд-ли, большинство склоняется к небиогенному трактованию полученных результатов из-за их сомнительности.

Компьютерная симуляция того, как выглядел Марс в прошлом. По центру снимка долина Маринера

Поэтому поиск жизни на Марсе — это скорее не поиск ее в настоящем времени, что крайне маловероятно, а поиск следов в прошлом. Более 3 млрд. лет назад на Марсе все условия были подходящие, так что была ненулевая вероятность зародиться этой жизни. И если мы найдем свидетельство ее зарождения, это уже будет триумф. Тем более на Земле она уже возникла спустя 400-800 млн.

лет после образования самой планеты! А возможно и раньше, следов почти не сохранилось. Фактически, как только закончилась поздняя тяжелая бомбардировка и все мимо пролетающие космические тела перепахали поверхность Земли, превратив ее в раскаленный филиал ада, появилась первая примитивная жизнь.

Далее тройка (а, в реальности двойка) лидеров на которых мы возможно сможем найти хотя-бы примитивную жизнь.

Спутник Европа

Вид с Европы на Юпитер в представлении художника

Этот небольшой ледяной мир, чуть меньше нашей Луны — первый кандидат на поиски внеземной жизни в Солнечной системе. Условия, которые есть на этом спутнике легко заткнут за пояс Марс. Но начнем сначала с минусов.

Европа находится в радиационном поясе Юпитера, а он очень большой, и радиация на поверхности спутника огромна. Солнечного света на Европе всего несколько процентов от того, что получаем мы. Собственно, перейдем к плюсам.

Спутник покрыт слоем льда, под которым плещется соленый океан. Лед по разным оценкам имеет толщину от 4 до 100 км в зависимости от места, а глубина океана может достигать 100 и более километров. Поэтому жидкой воды на Европе больше, чем у нас.

Зонд Галилео много лет изучал систему Юпитера и наличие подледного океана фактически доказано. Тем более снимки Хаббла показывают признаки выбросов водяного пара.

Водяной пар бьет из разломов льда на поверхности Европы

Что можно сказать о возможной жизни в океане Европы? Гравитация Юпитера разогрела недра Европы, поэтому более близкий спутник Ио, так вообще весь покрыт лавой и на его поверхности постоянно извергаются вулканы (десятками!).

Посмотреть наглядно глобус Ио и почитать про вулканы можно на интерактивной карте тут. Вода на Европе соленая, жидкая, теплая. Энергии полно. Кандидат на поиски жизни идеальный.

Тем более бактериям солнечный свет и не нужен, они вполне могут обходиться энергией химических процессов, например, окисления железа или серы.

Исследование Европы

Концепт посадочного аппарата будущей миссии НАСА

На данный момент запланированы 2 миссии по исследованию спутника. Это миссии НАСА и EKA. НАСА отправит орбитер с радиолокатором и возможно посадочный модуль. А ЕКА (Европейское космическое агенство) исследуют Европу с пролетной траектории когда будут лететь к Ганимеду. Кстати про Ганимед, там вроде тоже есть намеки на подледный океан, но менее явные.

Зато там меньше радиация и исследовательские зонды не будут дохнуть как мухи. Цель будущих миссий скорее разведывательная. Погрузиться в океан Европы задача почти непосильная. Лед к озеру Восток в Антарктиде, глубиной 4 км бурили еще со времен Союза, а закончили только недавно. А нам это нужно будет сделать с помощью автономного зонда за 780 млн. км от Земли.

При этом не занеся наших бактерий в этот океан. А потом еще провести исследования воды и поиск простейшей жизни. Архисложная задача. Более реалистичный сценарий — погрузиться в трещину на поверхности или пролететь сквозь выброс пара. В любом случае сперва нужны радарные карты, куча исследований и пара-тройка разведывательных миссий.

Такую задачу с наскока не решить.

Спутник Энцелад

Схема Энцелада, показывающая как вода из подледного океана выходит на поверхность

Не менее интересный, в плане поиска жизни, спутник Сатурна — Энцелад. Он очень маленький, всего ~500 км в диаметре, океан жидкой воды у него небольшой.

Недра спутника также, как и у Европы разогреты приливным взаимодействием с планетой.

Но Энцелад выгодно (для наших исследований) отличается от Европы тем, что струи воды бьют с поверхности фонтанами и даже успели сформировать разреженное кольцо Сатурна Е.

Реальная фотография зонда Кассини — бьющие водяные фонтаны с поверхности спутника

Зонд Кассини даже смог пролететь сквозь такой водяной выброс, но к сожалению, у него не было никаких специализированных приборов для изучения этой воды. Так что будущие миссии смогут получить образцы значительно легче, чем на Европе.

Спутник Титан

ИК изображение Титана, снимок зонда Кассини

Спутник Сатурна Титан чрезвычайно интересен тем, что на его поверхности есть полный гидрологический цикл, как на Земле, только вместо воды на Титане метан и этан.

Спутник Титан больше по размерам чем планета Меркурий, но меньше по массе почти в 2 раза. У него атмосфера толщиной ~400 км, состоящая из азота и углеводородов, которую защищает от солнечного ветра магнитное поле Сатурна.

На поверхности Титана температура -180 С, но есть сотни озер и множество морей и рек.

Море Лигеи на Титане, радарный снимок зонда Кассини

На спутник в 2005 году зонд Кассини доставил спускаемый аппарат Гюйгенс. Он нам передал снимки поверхности и данные о составе и атмосфере. Титан примечателен тем, что это целая лаборатория по изучению возможной жизни не на основе растворителя воды и белков.

В качестве растворителя может подойти ацетилен, а источника энергии водород. А полупроницаемые мембраны будут на основе акрилонитрила в жидкой неполярной метан-этановой смеси на его поверхности.

Множество фотохимических реакций в атмосфере поставляют сложные углеводороды (толины) прямо на поверхность.

Исследования Титана

Вот что передал спускаемый аппарат Гюйгенс, когда опускался на Титан

Приоритет в исследованиях Титана ниже, чем спутников Юпитера. Тем более только недавно там закончил свою миссию Кассини. В планах отправить орбитер, и возможно подводную лодку (!) в тамошние моря и/или воздушный шар в атмосферу.

На Титане есть где развернуться и что исследовать, гигантская атмосфера пригодная для полетов коптеров и воздушных шаров, бездонные моря и реки, огромные участки поверхности с дюнами и горами.

Но данная миссия будет флагманской и явно не уложится даже в 4 млрд $, что автоматом отодвигает ее на после 2030гг. К тому-же у НАСА проблемы с плутонием и РИТЕГи фактически нечем заправлять.

Из-за чего текущая миссия у Юпитера, Юнона полетела с солнечными панелями и без ядерной батарейки. Что делает ее менее долговечной (панели деградируют от радиации) и ограниченной по оборудованию.

Экзопланеты

Анимация вращения четырех экзопланет вокруг звезды HR 8799. Создано на основе реальных фотографий

После запуска космического телескопа Кеплер начался буквально бум на экзопланеты. Если раньше мы их знали около трех сотен штук, то сегодня более 4000 подтвержденных экзопланет и еще тысячи кандидатов.

Даже несмотря на поломку Кеплера (недавно приступил к последнему сеансу наблюдений) у нас есть свежезапущенный телескоп TESS и на подходе PLATO и Cheops. Что дает шансы на обнаружение около 100 000 других миров в ближайшие годы.

Конечно не все экзопланеты потенциально обитаемы, большинство это горячие и массивные планеты по типу нашего Юпитера — их легче всего обнаружить. Но попадаются и землеподобные планеты в зоне обитаемости своей звезды.

Зона обитаемости широкое понятие, но в данном случае оно означает то, что планета находится на таком расстоянии от своей звезды, что на ее поверхности может существовать жидкая вода.

После того, как десятки телескопов найдут множество экзопланет, настанет время монстров.

На арену (я надеюсь) выйдут гиганты — космический телескоп Джеймс Уэбб (6,5 метров) и 40 и 30 метровые наземные E-ELT и Магелланов телескоп.

С их помощью можно будет попытаться исследовать атмосферы далеких миров, чтобы уловить слабые сигналы знакомых нам маркеров жизни, кислорода, озона, а еще лучше метана. Но это тема для отдельного рассказа.

by HyperComments

Источник: https://SpaceGid.com/poisk-zhizni-v-solnechnoy-sisteme.html

Есть ли жизнь в Солнечной системе? Как ее ищут? Базовые вопросы о поиске живого на спутниках Сатурна и в других частях космоса — Meduza

Поиск жизни в Солнечной системе

В апреле NASA сообщила, что в подледном океане спутника Сатурна Энцелада обнаружены признаки геотермальной активности, а значит есть условия подходящие для жизни.

Новости об успехах ученых в поисках жизни в космосе появляются достаточно часто.

«Медуза» попросила популяризатора космонавтики и блогера Виталия Егорова ответить на самые базовые вопросы о том, как и где ищут внеземные живые организмы, и что будет, когда их найдут.

Почему на Земле есть жизнь, а в других местах нет?

На самом деле мы точно не знаем: может быть, жизнь есть не только на Земле. Просто обитателей окрестного космоса пока не видно и не слышно.

Жителям Земли невероятно повезло оказаться в довольно спокойном участке Галактики, рядом с очень стабильной звездой и на планете с круговой орбитой, идеально расположенной в «зоне жизни».

Видимо, жизненным формам в ближайших к Земле областях космоса повезло меньше. 

«Зона жизни» — условное понятие, ученые определяют его по-разному. Но суть в том, что возле всякой звезды есть область более пригодная для известных нам жизненных форм, чем остальные.

Если в этой области находится планета, она может получать нужное количество энергии, чтобы вода на поверхности не замерзала, но и не выпаривалась.

Но не надо думать, что если планета находится вне «зоны жизни», то там ничего не может зародиться — тот же самый спутник Сатурна Энцелад находится далеко от Солнца и покрыт толстой ледяной корой, но подо льдом есть жидкая, теплая вода, и вполне возможно, что там есть что-то живое.

Если есть жидкая вода, значить есть жизнь, да?

Вода — необходимый элемент известной нам формы жизни. Это растворитель и удобная среда для протекания химических реакций. Теоретически, для жизни сгодилась бы и другая жидкость.

Например, на спутнике Сатурна Титане идут метановые дожди и текут метановые реки.

 Но между газообразным и замерзшим метаном (оба этих состояния не подходят для жизни) всего 20° разницы, а у воды этот диапазон составляет 100°.

Теория «вода значит жизнь», которую когда-то применяли к Марсу, устарела. Мы можем судить об этом хотя бы по тому, что в космосе нашли уже довольно много воды, а жизни пока не обнаружили.

Кстати! Есть ли жизнь на Марсе?

Есть. Там живут микроорганизмы, которые туда случайно завезли с Земли на космических аппаратах. Марсоходы и спутники стараются дезинфицировать перед стартом, но полностью освободить от жизни все поверхности пока не удается.

Судя по результатам последних исследований, микроорганизмы умудряются жить не только в биозащищенных сборочных цехах NASA, но даже на поверхности Международной космической станции.

Российский эксперимент «Биориск» показал, что условия космоса не смертельны для большого количества земных форм жизни, причем не только микробных. После пребывания в космосе отлично прорастала пшеница и семена других растений.

Возможно так будет и с земными микробами, добравшимися до Марса: они смогут вернуться к жизни в более комфортных условиях, которых пока на Марсе нет. Хотя и на Марсе есть места, где некоторые земные организмы смогут жить и развиваться.

Вопрос о наличии собственно марсианской жизни еще открыт. Пока не найдено никаких убедительных доказательств наличия жизни на Марсе сегодня или в прошлом, хотя ученые не сдаются, пока надежды что-то найти еще есть.

А что все-таки с этим Энцеладом? Есть там жизнь?

Мы пока не знаем. В недрах Энцелада (так же как и в недрах другого спутника Сатурна Титана или даже его поверхности, и в спутнике Юпитера — Европе), действительно возможно существование своих форм жизни.

По крайней мере, известные данные, говорят, что в подледных океанах Европы и Энцелада условия вполне пригодные даже для морских видов, которые развиваются у «черных курильщиков» — горячих источников на дне океана.

Но, как и в случае с Марсом, пока не имеется никаких надежных признаков жизни на этих спутниках.

Что может указывать на наличие жизни, если не вода?

После того как исследования космоса показали изобилие воды, следующей целью ученых стала органика. Наша жизнь строится на базе органических соединений — углерода, водорода, азота и других химических элементов.

Органическая химия даже название свое получила из-за предположения ученых, что только жизнь способна создавать сложные органические молекулы. Позднее оказалось, что органическая химия охватывает огромное количество соединений неживого происхождения.

Например, кометы содержат немалое количество органических соединений, хотя и довольно простых. Плутон покрыт темными коричневыми пятнами толинов — органических соединений формирующихся из атмосферного метана под действием солнечного ультрафиолета.

В массе газового гиганта Юпитера масса простого органического газа метана составляет примерно три массы Земли.

Тем не менее, если на планете обнаруживается органика, то возникает вопрос: не биологическая ли она? В грунте Марса органические соединения обнаружили лишь однажды, несмотря на то, что было проведено более десяти анализов.

Соответственно были какие-то причины, которые позволили сформироваться органическим соединениям именно в этом пласте и ни в каких других. Метан тоже нашли в марсианской атмосфере, его хоть и мало, но он все-таки есть, и интересует ученых.

Ведь земные запасы метана, которые в том числе составляют гордость энергетических сверхдержав, как считается, имеют биологическое происхождение.

Как ищут жизнь в космосе? Скажем, на том же Марсе?

На заре космонавтики ученые и мечтатели еще надеялись проплыть по марсианскому ирригационному каналу, или сразиться с венерианскими динозаврами. Но реальность быстро поставила романтиков на место, и стало ясно, что если и есть где-то внеземные обитатели, то они одноклеточные, по крайней мере в Солнечной системе.

Кому-то может показаться, что лучший способ поиска и изучения микробов — это микроскоп, но конструкторы космических аппаратов так не думают. Первые эксперименты предполагали помещение инопланетных микроорганизмов в питательную среду и обнаружение продуктов их метаболизма.

В дальнейшем NASA отказалось от попыток найти живых обитателей Марса, сконцентрировавшись на ископаемых признаках. Окаменелые ракушки на Марсе найти тоже пока не удалось. Земные древние одноклеточные создавали так называемые «строматолиты», но и они на Марсе пока не попадались. Найденную органику пока тоже не удалось связать с существованием жизни.

Следующие поколения марсианских исследователей попытаются найти т. к. «биомаркеры» в органике — признаки, что эти соединения сформировались под воздействием живых организмов.

Что такое органические биомаркеры?

Свойства различных органических веществ определяются составом и формой молекулы. Некоторые органические молекулы обладают хиральностью, то есть они собираются в одинаковые структуры, но в зеркальном отражении.

Подобно тому, как ладони человека имеют одинаковую форму и состав, но несовместимы в пространстве, так и трехмерные формы молекул могут быть «правыми» и «левыми». Хиральными веществами являются, например аминокислоты и сахара.

Несмотря на сходную форму и состав хиральные молекулы имеют различную биологическую активность, практически вся земная жизнь строится на «левых» аминокислотах, и «правых» сахарах.

Аминокислоты находили в выбросах комет, в атмосфере Титана, ожидается, что их найдут и в выбросах воды из подледного океана Энцелада, но приборов способных оценить распределение «правых» и «левых» молекул там еще не было. Если окажется, что марсианская или какая другая органика будет выражено придерживаться какой-то одной стороны — это станет серьезным доказательством в поддержку прошлой обитаемости.

Когда ожидать интересных открытий?

Работающие сегодня в космосе исследовательские аппараты могут определять воду и органические соединения, но точности для поиска биомаркеров не хватает. Единственный аппарат нового поколения, цель которого — поиск биологической активности за пределами Земли, это марсианский спутник Trace Gas Orbiter.

Он несет российские и европейские приборы для определения с высокой точностью распределения газов в атмосфере Марса. Аппарат должен определить места на поверхности, откуда выделяется метан. Возможно, в одно из таких мест в 2020 году отправится европейский марсоход ExoMars на российской посадочной платформе.

Марсоход оборудован двухметровым буром и прибором способным определять хиральность органических соединений. В середине 20-х годов к ледяному спутнику Юпитера Европе отправится космический аппарат NASA Europa Clipper, который попробует собрать частички воды, вылетающей из подледного океана через трещины.

Что будет, если найдут внеземную жизнь?

На Земле не изменится практически ничего. Какие-то ученые получат квартальные премии, а некоторые научные группы получат повышенное финансирование для продолжения исследований.

Следующий этап после обнаружения внеземной жизни в Солнечной системе — определить, что это не земная жизнь, добравшаяся своим собственным путем через миллионы километров безвоздушного пространства. Теоретически такое возможно и без космонавтики.

Например на Земле находят метеориты прилетевшие с Марса, почему бы на Марсе не найти земные метеориты с микропассажирами? Наверное, следующее поколение экзобиологических космических аппаратов полетит туда с секвенаторами, которые позволят «прочесть» их ДНК.

Источник: https://meduza.io/feature/2017/04/30/est-li-zhizn-v-solnechnoy-sisteme-kak-ee-ischut

ovdmitjb

Add comment