Неужели в океане Европы, спутник Юпитера, укрывалась жизнь?
Недавно исследователи определили, как мог образоваться подводный океан Европы, спутник Юпитера. Сегодня они пришли к выводу, что это огромное пространство воды могло бы поддерживать микробную жизнь в прошлом.
Европа, одна из многих спутников Юпитера, долгое время считалась главной мишенью в поисках внеземной жизни. И не зря: под его толстым ледяным покровом лежит огромный океан жидкой воды. На глубине от 65 до 160 километров она содержит эквивалент вдвое большего объема океанов Земли.
По крайней мере, так считают исследователи. Чтобы выяснить это наверняка, НАСА планирует отправить на объект новый зонд. Миссия Europa Clipper, запуск которой запланирован на 2023 год, должна будет проверить наличие воды под ледяной коркой и определить ее характеристики.
Откуда спутник взяла свою воду?
Недавно Мохит Мелвани Дасвани и его команда из Лаборатории реактивного движения НАСА проанализировали данные, собранные миссией Галилео.
Начиная с середины 1990-х годов, Галилео изучал Юпитер и его спутники около восьми лет. Она была той, кто предположил в то время присутствие глобального океана жидкой воды, укрытой под ледяной поверхностью Европы.
Основная идея их исследования состояла в том, чтобы понять, откуда вообще могла появиться вся эта вода. Обратите внимание, что эти результаты, представленные на конференции Goldschmidt 2020, еще не прошли рецензирование.
В рамках этой работы исследователи проанализировали геохимические резервуары спутника. «Мы смогли смоделировать состав и физические свойства ядра, силикатного слоя и океана», — говорит Мохит Мелвани Дасвани. «Мы обнаружили, что различные минералы потеряли бы воду и летучие вещества при разных глубинах и температурах».
В конце концов исследователи обнаружили, что океан Европы мог образоваться путем метаморфизма. Другими словами, нагревом и повышением давления, вызванным ранним радиоактивным распадом или последующими подземными приливными движениями, вызывающими затем распад водосодержащих минералов.
Потенциально обитаемый в прошлом
Исследователи также обнаружили, что этот океан изначально был слабокислым, с высокими концентрациями углекислого газа, кальция и сульфата, как это было раньше на Земле.
«Мы думаем, что европейский океан, возможно, был пригоден для жилья уже вскоре после его образования», — говорит исследователь. Затем последний представляет микробы, похожие на некоторые наземные бактерии, которые полагаются на углекислый газ в качестве источника энергии.
Согласно их моделям, не исключено, что океаны других спутников, такие как сосед Европы Ганимед или спутник Сатурна Титан, также могли быть образованы подобными процессами.
Следует также помнить, что исследователи здесь изучали потенциал прошлой жизни спутника. Другими словами, вопрос о его нынешнем обитаемости все еще под вопросом.
Источник
Подледная жизнь вне Земли: что мы знаем о Европе, спутнике Юпитера
Возможно, внеземная жизнь гораздо ближе к нам, чем кажется, поскольку жидкая вода, которая нужна для возникновения и и подднржания существования аналога земной жизни, не редкость в Солнечной системе. Так, уже доказано (или почти доказано) существование океанов жидкой воды у ряда спутников планет-гигантов.
Насколько известно, лед есть даже в кратерах самой близкой к Солнцу планете — Меркурии. Вероятно, там лед иногда тает, так что вода время от времени может образовываться и там, хотя, наверное, ненадолго. Но на Европе, спутнике Юпитера, жидкая вода совершенно точно существует под многокилометровой толщей льда. Может быть, там есть и жизнь, хотя это нужно доказать. Что нам известно об этом спутнике Юпитера?
Все началось с обнаружения гейзеров
О неоднородной поверхности Европы известно давно, как и о том, что ее поверхность — лед. Долгое время считалось, что спутник Юпитера покрыт многокилометровым слоем льда, так что спутник представляет собой нечто вроде снежка с каменным ядром внутри. Но, как оказалось, реальность гораздо интереснее — космический аппарат «Галилео» обнаружил признаки существования гейзеров над поверхностью Европы.
За время своей научной миссии он 11 раз облетел Европу с минимальным расстоянием от поверхности в несколько сотен километров. Изучив переданные аппаратом данные, ученые выяснили, что в нескольких случаях показания магнитометра очень сильно менялись. Так случилось, в частности, 16 декабря 1997 года, когда расстояние до поверхности спутника Юпитера составило всего 206 километров. Ученые предположили, что «Галилео» прошел через гейзер.
Орбитальный телескоп «Хаббл» помог доказать существование гейзеров. Ну а раз они есть, значит, подо льдом Европы — жидкая вода, и ее много. Она может быть (и скорее всего это так) соленой, причем соль может быть не поваренной, а «английской», т.е. это калийная соль. Но в любом случае есть далеко ненулевой шанс существования под поверхностью Европы жизни — хоть микроскопической, хоть многоклеточной.
Глубина океанов (вернее, океана) Европы может достигать 80-179 км, а значит, на спутнике Юпитера воды примерно в два раза больше, чем содержат все океаны Земли.
Какие ваши доказательства?
Конечно, у ученых нет прямых доказательств существования жизни на Европе, но зато есть косвенные, и это не один набор данных. В частности, в 2013 году исследователи Калифорнийского университета заметили следы присутствия перекиси водорода. Она необходима для процесса, который называется метаногенезом — образованием метана анаэробными археями.
Кроме ресурсов вроде перекиси для существования жизни нужна еще тепловая энергия. И она, скорее всего, тоже есть на Европе. Есть несколько предположений насчет возможности существования жидкой воды на Европе. Одна из них — гравитационное воздействие спутника с газовым гигантом. Европа вращается вокруг Юпитера, благодаря чему внутренние слои смещаются и деформируются под воздействием гравитации. Все это приводит к трению с генерацией тепла. Разогревается мантия луны Юпитера, которая нагревает придонные слои океана. Возможно, теплее всего на полюсах спутника — там должен генерироваться максимальный объем тепла.
Этот эффект называется «приливный разогрев» и не является уникальным в Солнечной системе. У ученых есть все основания считать, что приливный разогрев характерен и для других спутников планет-газовых гигантов. По мнению Йоахима Заура, планетолога из Кельнского университета, Европа — один из лучших кандидатов на обнаружение внеземной жизни, поскольку здесь жидкая вода взаимодействует с силикатной мантией. Это значит, что минеральные соединения вымываются, поставляя ресурсы для живых организмов (если они там есть, конечно).
Кроме трения, есть и еще одна возможность — вулканическая активность. Если подо льдом есть вулканы, то они создают необходимые для существования жизни условия. Примеры есть на Земле — это гидротермальные источники на дне океанов нашей планеты.
Еще есть далеко ненулевая вероятность попадания кислорода в воду. Некоторые ученые предполагают, что этот элемент образуется на поверхности Европы под воздействием солнечного ветра, а затем попадает в океан уже в ходе чисто геологических процессов. Правда, концентрацию кислорода в воде пока что определить невозможно — нужна специализированная миссия.
Что касается самой жизни, то о возможной конфигурации экосистем рассказывает созданный около 20 лет назад документальный фильм BBC «Естественная история инопланетянина» (Natural History of an Alien). Его создатели считают, что в основе трофической цепочки будут находиться хемотрофные бактерии. Они будут формировать слои органических отложений на дне океана, а другие живые организмы, будут этими отложениями питаться. Эти организмы — аналог травоядных организмов на Земле. Соответственно, будут существовать и хищники, которые могут быть похожими на акул.
Миссии? А пожалуйста
NASA запускает этап сборки и тестирования новой станции. Аппарат планируют отправить в 2024 году. Он будет исследовать ледяную поверхность и подледный океан спутника Европы.
Главная цель проекта Europa Clipper — изучение спутника Юпитера. Особый интерес для исследователей представляет как раз уникальный океан Европы. Сейчас почти никто не сомневается в его существовании.
Старт миссии нацелен на 2024 год. Аппарат запустит в космос ракета-носитель SLS. Продолжительность полета к спутнику составит 7 лет. Основная научная программа продлится 109 дней.
Что будет включать в себя миссия к Европе?
- Сбор точной информации о внутреннем океане;
- сбор картографических данных о рельефе и характере поверхности;
- поиск следов водяного пара, которые могут появляться из-под ледяной коры.
Основные ее характеристики:
- Наличие дисковой антенны диаметром 3 метра для обмена данными с Землей.
- Две массивные солнечные батареи, которые будут разворачиваться в космосе словно крылья. Они обеспечивают электропитанием системы зонда. Площадь батарей — 90 кв.метров.
- Габариты станции в разложенном состоянии будут больше длины баскетбольного поля в 30,5 метров.
В этом году начнут работы со всеми приборами, а в следующем — комплексные испытания станции. Модуль двигателя корабля будут строить в Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в штате Мэриленд. Ядро модуля состоит из двух цилиндров, расположенных друг на друге. Их высота составляет около 3 м. Они содержат двигательные баки и 16 ракетных двигателей.
Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)
Это многоцелевой проект, который предполагает изучение не только Европы, но еще и Ганимеда и Каллисто. Что касается Европы, то ученые планируют для JUICE 2 облета на высоте 400-500 км от поверхности спутника. К сожалению, полноценное изучение Европы потребует около 50-100 облетов, что пока не представляется возможным. Тем не менее, в течение 36 дней аппарат будет изучать Европу подробнейшим образом, находясь в непосредственной близости. И еще около года займут удаленные исследования. Цели изучения спутника Юпитера:
- Определение состава веществ, не относящихся к ледовому покрытию.
- Исследование водоемов под наиболее активными местами. Эти исследования помогут выяснить, насколько жидкость океана Европы похожа по составу на земные океаны.
- Исследование процессов, происходивших относительно недавно (считается, что поверхность Европы очень молодая — возраст не превышает 180 млн лет, а возраст полыней, периодически появляющихся на поверхности, не превышает 50—100 тыс. лет). Также предстоит выяснить геологическую активность спутника.
Экзотические миссии
Если две миссии выше — утверждены, то другие, лишь предполагаемые, пока обсуждаются. Одна из наиболее интересных — проникновение через трещину под лед. Сделать это сложно, но возможно. Такая миссия будет включать два аппарата. Первый будет нести в себе второй, доставив его под лед.
Второй же может выглядеть как «плавучий вездеход», который успешно прошел испытания в 2019 году в озере близ Уткиагвика, Аляска.
Называется этот модуль Buoyant Rover for Under-Ice Exploration. Он сконструирован таким образом, чтобы не тонуть, а ползать по нижней части морского льда. У него положительная плавучесть, благодаря чему море прижимает его ко льду снизу, где он и ползает, собирая научные данные.
В ходе испытаний робот непрерывно находился подо льдом в течение 42 часов и 30 минут.
В целом, надежды ученых можно выразить словами специалиста из NASA, Мохита Мелвани Дасвани. Он занимается моделированием условий Европы, включая состав и физические свойства ядра, слоя силикатных пород и океана. Дасвани заявил следующее: «Европа — один из наших лучших шансов найти жизнь в нашей Солнечной системе. Миссия NASA Europa Clipper будет запущена в ближайшие несколько лет, и поэтому наша работа направлена на подготовку к миссии, которая будет изучать вопрос обитаемости Европы».
Источник
Европа: Как же там кисло жить!
Спутник Юпитера Европа долгое время считался перспективным для поисков жизни. По мнению ученых, на Европе есть океан глубиной до 160 километров, покрытый не очень толстой ледяной коркой. А раз есть вода, то могут быть и обитатели… Однако недавний химический анализ поверхности небесного тела заставил в этом усомниться.
Европа, шестой спутник планеты Юпитер и один из самых крупных спутников Солнечной системы (его диаметр составляет чуть больше 3100 километров), была открыта в 1610 году Галилео Галилеем. Его тело по большей части состоит из силикатных пород, а в центре предположительно находится железное ядро. Поверхность Европы покрыта ледяным панцирем толщиной от 10 до 30 километров, под которым может находиться незамерзающий океан.
В 1997 году зонд «Галилео» подтвердил, что на юпитерианском спутнике есть разреженная ионосфера, созданная солнечной радиацией и заряженными частицами, попадающими сюда из магнитосферы Юпитера. Следовательно, заключили исследователи, там может быть и атмосфера. Хотя основным ее элементом, как и на Земле, является кислород, он имеет не биологическое происхождение, а формируется посредством радиолиза, то есть в процессе разложения молекул под воздействием радиации.
Исследования уже показали, что кислорода в океане Европы должно хватить для поддержания жизни биомассы, аналогичной земной. В то же время на поверхности спутника Юпитера были обнаружены химические вещества, указывающие на очень высокий уровень кислотности. Это условие осложняет процесс образования крупномасштабных органических полимеров, из которых состоят мембраны живых организмов.
По словам ведущего автора исследования, Мэтью Пасека из Университета Южной Флориды (США), речь идет о так называемых окислителях — соединениях, способных отбирать электроны у других химических элементов. Такие вещества в чистом виде встречаются в Солнечной системе достаточно редко, так как в большинстве случаев они быстро вступают в реакции с восстановителями — например, водородом или углеродом, и образуют оксиды — такие, как вода или углекислый газ.
На Европе же присутствуют именно «чистые» окислители — кислород и перекись водорода, которые образуются при облучении ледяной коры высокоэнергичными частицами, развивающими огромную скорость под воздействием мощного магнитного поля Юпитера. С поверхности спутника они, по всей видимости, «просачиваются» и в нижние слои.
С одной стороны, оксиданты играют важную роль в зарождении жизни: к примеру, на Земле кислород способствовал развитию сложных форм живых организмов. В то же время, если те не успевают усвоить окислители, последние вступают в реакцию с сульфидами и подобными соединениями, образуя серную и другие кислоты.
Как утверждает Мэтью Пасек, если такие процессы происходили хотя бы в течение половины «жизни» Европы, то pH ее океана может составлять около 2,6 — такая же кислотность у газированной воды. Есть гипотеза, что горные породы на дне океана могли частично нейтрализовать кислоту. Но, по мнению Пасека, минералов там не так много, чтобы хватило на весь океан.
Все это еще не значит, что шансов отыскать жизнь на Европе нет. Эксперты не исключают, что за 50 миллионов лет существования спутника у его возможных обитателей наладились кислородный обмен веществ и устойчивость к едкой среде. Правда, не стоит рассчитывать встретить на Европе кого-то, похожего на нас или хотя бы на земных млекопитающих. Экосистема этого небесного тела скорее может напоминать экосистему отводов кислотных шахтных вод на Земле.
Можно предположить, что органическая составляющая на спутнике Юпитера аналогична той, что присутствует, к примеру, в реке Рио-Тинто в Испании, славящейся своим ярко-красным окрасом. Виновники необычного цвета воды — бактерии-ацидофилы, черпающие энергию из железа и сульфидов. Кстати, по словам Мэтью Пасека, такие микробы могут встречаться не только на Европе, но также на Марсе или Ганимеде, где имеются соответствующие условия.
Кроме того, если скелеты земных организмов, состоящие в основном из кальция, не устояли бы под воздействием кислой среды спутника Юпитера, то у «жителей» Европы костная масса может состоять из так называемых «голубых фосфатов», таких, как вивианит или водный фосфат железа, способных нейтрализовать кислоты. И мы продолжаем надеяться, что однажды на Европе удастся отыскать не только микробов-экстремофилов, устойчивых к кислоте, но и, например, улиток с раковинами из фосфатов. Все-таки соседи по Солнечной системе!
Все самое интересное читайте в рубрике «Наука и техника«
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Источник
