Энцэлад, Еўропа, Ганімед … У акіянах спадарожнікаў Юпітэра і Сатурна можа быць жыццё
Навукоўцы будуюць планы па даследаванні спадарожнікаў Юпітэра і Сатурна, спадзеючыся даведацца, што адбываецца там, глыбока пад ледзяной паверхняй, піша bbc.com. Але з якімі формамі жыцця мы можам сутыкнуцца, калі дабяромся туды?
Нядаўнія навуковыя адкрыцці прывялі астрабіёлагаў да думкі, што спадарожнікі планет нашай Сонечнай сістэмы найбольш падыходзяць для пошукаў пазазямнога жыцця. На працягу наступнага дзесяцігоддзя плануюцца некалькі касмічных экспедыцый да гэтых спадарожнікаў, каб паспрабаваць знайсці там прыкметы жыцця.
У адрозненне ад саміх планет Сонечнай сістэмы, на некаторых іх спадарожніках ёсць вадкая вада. Напрыклад, на спадарожніку Юпітэра Еўропе, як мяркуюць, такой вады больш, чым ва ўсіх акіянах Зямлі, разам узятых.
Гэтая вада — і жыццё, калі яно там існуе, — абаронена ад касмічнай радыяцыі і траплення астэроідаў тоўстым, у некалькі кіламетраў, пластом лёду.
Выяўленне фантанаў вады над паверхняй Энцэлада (спадарожніка Сатурна) і Еўропы можа казаць аб тым, што пад лёдам у іх — больш цёплы акіян, які саграваецца не Сонцам, а унутраным цяплом радыеактыўнага распаду ў іх нетрах або прыліўным цеплавыдзяленнем.
Ужо існуюць сведчанні таго, што на некалькіх спадарожніках ёсць водныя акіяны — на Еўропе, Энцэладзе, Каліста і Ганімедзе. Паводле апублікаванага ў чэрвені гэтага года даследавання, узрост акіяна на Энцэладзе — прыкладна мільярд гадоў. Па іншых ацэнках — шмат мільярдаў гадоў. Цалкам дастаткова для таго, каб там зарадзілася жыццё.
Гэтыя акіяны, як мяркуюць, — салёныя, яны змяшчаюць хларыд натрыю, павараную соль, як і акіяны Зямлі, што дае падставы разлічваць на формы жыцця, якія нагадваюць зямныя.
Акрамя таго, верагодна ўзаемадзеянне вадкай вады з мантыяй акіянскага дна — а гэта ключавая ўмова, як лічаць навукоўцы, якая прывяла да нараджэння жыцця на Зямлі.
Місія НАСА «Касіні», напрыклад, выявіла ў водных фантанах Энцэлада малекулы, па якіх можна казаць пра наяўнасць на дне акіяна гідратэрмальных адтулін.
Такія адтуліны ёсць на дне акіянаў Зямлі, дзе магма ўзаемадзейнічае з салёнай вадой, сагравае яе і нараджае субстрат, які дапамагае стварыць складаны хімічны склад, неабходны для ўзнікнення жыцця — прынамсі, так, лічаць навукоўцы, гэта здарылася на Зямлі.
Сонечнае святло не дасягае вялікіх глыбінь — сапраўды гэтак жа, як і ў акіянах спадарожнікаў Сатурна і Юпітэра. Але гэта не азначае, што там няма жыцця. І сапраўды, на Зямлі месцы, дзе магма прарываецца скрозь акіянскае дно, маюць шмат розных форм жыцця.
Прыкладна 20 гадоў таму ў дакументальным фільме Бі-бі-сі «Натуральная гісторыя іншапланецяніна» (Natural History of an Alien) прагучала меркаванне, што вакол гідратэрмальных адтулін на дне Еўропы могуць скласціся цэлыя экасістэмы.
Калектыў навукоўцаў заявіў, што бактэрыі будуць пакладзены ў аснову харчовага ланцужка — яны будуць выкарыстоўваць для харчавання хемасінтэз (крыніцай энергіі для сінтэзу арганічных рэчываў з CO2 служаць рэакцыі акіслення неарганічных злучэнняў) і фармаваць пласты [арганічных] адкладаў на акіянскім дне.
Іншыя жывыя арганізмы, напрыклад, падобныя на рыб траваедныя, будуць харчавацца бактэрыямі з гэтых адкладаў.
Яны могуць жыць на пэўных тэрыторыях, абараняючы свае «пашы» ад канкурэнтаў. На іх могуць паляваць драпежнікі, падобныя на зямных акул па хуткасці і здольнасці выяўляць здабычу з дапамогай рэхалакацыі.
Зрэшты, такая карціна нашмат больш складаная, чым тое, што навукоўцы разлічваюць выявіць на спадарожніках планет Сонечнай сістэмы.
Нават на Зямлі на працягу амаль 90% яе гісторыі жыццё існавала толькі ў выглядзе мікробаў, падкрэслівае Эндру Нолл, прафесар геафізікі і планеталогіі Гарвардскага універсітэта.
Так што калі ў космасе і ёсць жыццё, высокая верагоднасць таго, што гэта мікраарганізмы, кажа Нолл, і ў такіх месцах, як Еўропа ці Энцэлад, гэтае жыццё будзе спадзявацца выключна на хемасінтэз, які ў стане забяспечыць умовы толькі для малой колькасці біямасы.
Але існаванне такой экасістэмы магчыма, настойвае Дзімітар Саселаў, прафесар астраноміі і дырэктар Гарвардскага цэнтра «Ініцыятыва «Паходжанне жыцця», які падтрымлівае міждысцыплінарныя даследаванні магчымасці існавання жыцця ў Сусвеце.
«Разважаць пра гэта — вялікае задавальненне, — кажа Саселаў. Нюх мне падказвае, што там ёсць дзе разгуляцца эвалюцыі, і мы можам выявіць нешта маленькае, але драпежнае, хутчэй за ўсё — мнагаклетачны арганізм».
Яшчэ адзін спадарожнік, які плануецца наведаць, уяўляе сабой загадку зусім іншага роду.
Спадарожнік Сатурна Тытан у Сонечнай сістэме — адзіны, акрамя Зямлі, на паверхні якога ёсць стабільныя басейны вадкасці.
Даследчы зонд «Гюйгенс» з касмічнага апарата «Касіні» прызямліўся на Тытане ў 2005 годзе і даслаў выявы краявідаў, падобных на зямныя — рэчышчы рэк, мора …
Але аблокі, дождж і мора на Тытане складаюцца не з вады, а з вадкіх метану і этану, кампанентаў зямнога прыроднага газу. Любая вада, якая там існуе, замярзае, утвараючы горы і скалы: тэмпература на паверхні Тытана — мінус 180 градусаў па Цэльсіі.
Гэта азначае, што хоць пейзажы і выглядаюць знаёма для зямлян, рэальныя ўмовы абсалютна чужыя, варожыя для зямнога жыцця. Калі і ёсць там жыццё, то яно пакладаецца на метан, а не на ваду, і таму можа выглядаць на погляд зямлян незвычайна — жыццё, якое мы не ведаем. У поўным сэнсе чужое.
Тое, што жыццё на Тытане існуе, гучыць праўдападобна, але яно — цалкам іншае, іншай біяхіміі, кажа Саселаў, чыя мэта ў перспектыве — усталяваць, ці існуе такая біяхімія і ці можна яе прайграць ў лабараторных умовах.
Жыццё на Зямлі залежыць ад клеткавых мембран, аснова якіх — фасфаліпіды. «Галоўка» фасфаліпідаў гідрафільная, а «хвасты» гідрафобныя, што дазваляе пры знаходжанні ў водным асяроддзі ўтвараць двайны пласт фасфаліпідных малекул. Зразумела, што ў жыцці на аснове метану будзе іншы спосаб фармаваць клеткі.
Калектыў навукоўцаў Карнэлскага універсітэта пад кіраўніцтвам інжынера-хіміка Полет Клэнсі ў 2015 годзе прадэманстраваў, што маленькія малекулы, якія складаюцца з азоту, вугляроду і вадароду, могуць ствараць клеткі, здольныя выжыць ва ўмовах Тытана.
Затым даследнікі НАСА пацвердзілі наяўнасць у атмасферы Тытана вінілцыаніда, арганічнага злучэння, якое можа ствараць клеткавыя мембраны.
Так што (прынамсі ў тэорыі) такія клеткі маглі б існаваць ва ўмовах Тытана і стварыць у яго метанавых акіянах жыццё, зусім не падобнае на зямное.
«У пэўным сэнсе тое жыццё, якое мы бачым на Зямлі, — справа выпадку», — кажа Тэрэза Фішэр, астрабіёлаг з дзяржаўнага універсітэта Арызоны (ЗША). Існуе неверагодная колькасць патэнцыйных варыянтаў жыцця, якія мы можам сустрэць у іншых светах, лічыць яна.
«Калі выказаць здагадку, што гэтыя істоты разаўюцца ў нешта такое ж сацыяльнае, разумнае, што можа размаўляць, як зямныя кітападобныя або сланы, такія ж кемлівыя, як зямныя шымпанзэ або арангутаны, то я не бачу прычын, чаму б ім, урэшце, ня эвалюцыянаваць далей і не рушыць да ўладання тэхналогіямі і культурай», — дадае Сара Блэфер Херд, ганаровы прафесар антрапалогіі Каліфарнійскага універсітэта ў Дэвісе.
Ларэн Салан, палеантолаг Пенсільванскага універсітэта, наадварот, лічыць, што пазаземнае жыццё — гэта разнастайныя мікраарганізмы. Што ж тычыцца мнагаклетачных іншапланецян, кажа яна, то тут усё не так проста.
«Мы маглі б заключыць, што яны робяць тое ж, што і мы, паколькі ўсё ў жыцці круціцца вакол спажывання энергіі або спажывання чагосьці, што забяспечвае нас энергіяй, — тлумачыць яна. — Але вось спосабы, да якіх для гэтага звяртаюцца жыхары іншай планеты, могуць быць непрадказальнымі ».
«Мы і на самай справе не ведаем, якія рамкі таго, што мы называем жыццём», — кажа Дэвід Шарбано, прафесар астраноміі Гарвардскага універсітэта. Таму, паводле яго слоў, нам і трэба адпраўляць больш касмічных зондаў да спадарожнікаў планет Сонечнай сістэмы.
Добрая навіна складаецца ў тым, што ўжо існуюць планы як раз на гэты конт.
НАСА абвясціла летам 2019-га, што місія Dragonfly («Страказа») адправіцца да Тытану ў 2026 годзе, каб прыбыць туды ў 2034-м. Тытан абследуюць з дапамогай лятальнага апарата тыпу дрона на прадмет прыкмет жыцця.
Акрамя таго, НАСА даследуе магчымасць адпраўкі на Тытан аўтаномнай субмарыны, з дапамогай якой спадзяецца даследаваць мора Кракена — найбуйнейшае вуглевадароднае мора, якое знаходзіцца ў паўночным паўшар'і. Шырынёй яно прыкладна ў 1000 км, глыбіня дасягае, па некаторых ацэнак, 300 метраў — па памерах яно падобна на Вялікія азёры у Паўночнай Амерыцы.
Гэта можа стаць першай магчымасцю даследаваць мора на іншай планеце.
Місія пакуль у стадыі распрацоўкі канцэпцыі, у навукоўцаў ёсць яшчэ пара дзесяцігоддзяў на тое, каб зразумець, як наогул пабудаваць падобны падводны апарат.
Што інтрыгуе яшчэ больш у дачыненні да Тытана — дык гэта тое, што там пад паверхняй лёду можа быць сапраўдны водны акіян. Гэта азначае, што, акрамя экзатычных, метанавай формаў жыцця, ёсць шанец знайсці там і жыццё, падобную на акіянічную зямную.
Яшчэ адзін падобны шматслаёвы свет — гэта Ганімед, спадарожнік Юпітэра.
Некаторыя навукоўцы лічаць, што ў гэтага нябеснага цела — некалькі слаёў акіяна, падзеленых рознымі тыпамі лёду, сфармаванага на рознай глыбіні і пад розным ціскам. Калі гэта сапраўды так, то ў кожнай з гэтых слаёў можа быць рознае жыццё, адаптаванае да пэўных умоў свайго пласта.
У 2022 годзе на Ганімед павінна адправіцца міжпланетная станцыя JUICE Еўрапейскага касмічнага агенцтва. Два іншых спадарожніка Юпітэра — Каліста і Еўропа — таксама будуць даследаваны на наяўнасць жыцця.
Тым часам аўтаматычная міжпланетная станцыя НАСА Europa Clipper, як плануецца, павінна выйсці на арбіту Юпітэра і некалькі разоў абляцець вакол Еўропы, каб зразумець, ці ёсць там умовы для ўзнікнення жыцця. Старт місіі запланаваны на 2023 год.
У НАСА таксама абмяркоўваюць магчымасць адпраўкі на Еўропу спушчальнага апарата — ужо ў 2025 годзе.
Ёсць і планы прыватнай кампаніі, якая падтрымліваецца НАСА, адправіць місію да Энцэлад. Калі ў гэтым годзе ёй будзе дадзены зялёнае святло, місія стартуе ў 2025-м.
Але каб сапраўды пазнаць, якога роду жыццё існуе ў гэтых іншапланетных акіянах, нам трэба адправіць туды падводны апарат.
Зрабіць гэта вельмі цяжка, паколькі прыйдзецца свідраваць некалькі кіламетраў лёду - і гэта толькі для таго, каб дабрацца да акіяна. НАСА фінансуе шэраг канцэптуальных даследаванняў таго, як гэта зрабіць.
Адна з такіх канцэпцый была прадстаўлена у 2018 годзе падчас паседжання Амерыканскага геафізічнага саюза ў Вашынгтоне навукоўцамі з універсітэта Ілінойса (Чыкага) і прадстаўнікамі НАСА.
Прапануецца адправіць на паверхню Еўропы так званага тунэльнага робата з ядзернай рэактарам, які мог бы свідраваць лёд, адначасова збіраючы ўзоры лёду і вады і пасылаючы інфармацыю на паверхню па оптавалакновым кабелю.
Аднак калі формы жыцця апынуцца па-сапраўднаму незямнымі, нам, мабыць, будзе цяжка распазнаць іх. Акрамя таго, магчыма, жыцця там проста няма. Ніякага. Ва ўсякім выпадку, пакуль.
У аддаленай будучыні, гадоў гэтак мільярдаў праз пяць, калі ў нашага Сонца скончыцца вадароднае паліва і яно пачне пашырацца, ператвараючыся ў чырвонага гіганта (канчатковы этап эвалюцыі зоркі) перад тым, як загінуць, яно падпаліць ільды на спадарожніках, пра якія мы цяпер распавядалі, і ператворыць іх у значна больш падобныя на цяперашнюю Зямлю нябесныя целы.
Там будзе і вада на паверхні, і куды больш умераны клімат, што, магчыма, дасць штуршок развіццю жыцця. Ці хаця б адкрые магчымасць людзям бегчы на гэтыя планеты з Зямлі, якую Сонца ператворыць у выпалены шар.
У гэтай аддаленай будучыні, калі мы хочам ацалець як чалавецтва, нам усім давядзецца стаць эмігрантамі.
Застаецца спадзявацца, што новыя светы, ужо прыдатныя для жыцця, прымуць нас, паколькі наш уласны свет да таго часу стане занадта гарачым для жыцця ў ім.
