Космос знаходить новий сенс. Чи є життя на Енцеладі і хто її створив
Серед вчених, яким 10 грудня король Швеції вручив Нобелівські премії за 2019 р., були швейцарські астрофізики Мішель Майор і Дідьє Кело, нагороджені за відкриття в 1995 р. першої екзопланети на орбіті солнцеподобной зірки. З тих пір навколо інших зірок відкриті вже тисячі екзопланет, і вчені припускають, що на деяких з них існує життя. Щоправда, довести це буде дуже важко.
Між тим зростають шанси на те, що позаземна життя незабаром буде виявлена в нашій Сонячній системі. Мова не про Марс, а про великих супутників газових гігантів Юпітера і Сатурна.
Мисливці на мікробів
Одним з найбільш ймовірних кандидатів на володіння життям вважається Європа - четвертий за масивності серед супутників Юпітера. Під її крижаною поверхнею криється океан, в теорії здатний підтримувати мікробну життя, а можливо, і не тільки мікробну. Очікується, що основна її скупчення знаходиться поруч з гарячими джерелами на дні океану. Також не виключено існування життя в підлідних океанах на двох найбільш масивних супутниках Юпітера - Ганімеді і Каллісто.
Європейське космічне агентство (ESA) планує в червні 2022 р. запустити автоматичну міжпланетну станцію JUICE (JUpiter ICy moons Explorer - "Дослідник крижаних місяців Юпітера"), яка повинна прибути до системі Юпітера в жовтні 2029 р. Космічний апарат протягом трьох років буде займатися вивченням Ганімеда, Каллісто, Європи, а також самого Юпітера. Кульмінацією місії стане восьмимісячний тур по орбіті навколо Ганімеда.
У серпні 2019 р. Національна аерокосмічна адміністрація (NASA) США затвердила проект місії Europa Clipper, яка повинна стартувати у 2025 р. і досягти Європи у 2031 р. Вартість проекту - $4,25 млрд. Наукове оснащення космічного корабля буде включати інструменти для вимірювання складу крихітних частинок в тонкій атмосфері Європи і навколишнього космічної середовищі. Ще в 2012 р. космічний телескоп "Хаббл" виявив над Європою водяна пара, що стало першим переконливим доказом водяних викидів з підлідного океану. Europa Clipper повинна досліджувати ці викиди, що допоможе з'ясувати хімічний склад Європи та потенціал її океану для життя.
У червні 2019 р. NASA оголосила, що на 2026 р. вона планує запуск місії Dragonfly ("Бабка") на Титан - найбільший супутник Сатурна. Цей крижаний світ має азотну атмосферу вчетверо щільніше земної і рідкі озера з природного газу. Температура повітря там становить близько -180 º c, але в підземних водоймах не виключено існування мікроорганізмів. Космічна місія повинна досягти Титану в 2034 р. Використання гусеничних та колісних машин там просто неможливо, тому NASA вирішила, що дослідницький апарат буде зроблений у вигляді вертольота.
Dragonfly досліджує десятки місць по всьому крижаного світу - від органічних дюн до дна ударного кратера, де рідка вода і складні органічні матеріали могли породити життя. Апарат відбере проби і виміряє склад атмосфери, ґрунту та підземних резервуарів, щоб оцінити прогрес там пребіотичних хімічних процесів і виявити можливі докази минулої чи існуючої життя.
Світ космічних гейзерів
Однак найперспективнішим серед всіх супутників планет Сонячної системи виявився Енцелад - шостий за масивності супутник Сатурна. На думку вчених, він володіє найбільш придатними умовами для життя. До того ж там буде простіше, ніж де-небудь, знайти мікробну життя.
Потужні гейзери викидають з ядра Енцелада матеріал, який змішується з водою з масивного підповерхневого океану і потім исторгается в космос у вигляді водяної пари і зерен льоду. "Так що вам не потрібно приземлятися. Вам не потрібно бурити. Ви просто візьмете матеріал, викинутий гейзерами, і принесете його на Землю. І можливо, ви знайдете в ньому інопланетян", - пояснює старший астроном Інституту пошуку позаземного розуму (SETI) Сет Шостак.
Щоб гейзери могли викидати матеріал з ядра Енцелада в космос, необхідне джерело енергії. Дослідники вважають, що таким могутнім джерелом, що розігріває Енцелад, може бути либрация - коливання супутника під дією приливних сил з боку Сатурна.
У 2004-2017 рр. Сатурн і його супутники обстежила автоматична міжпланетна станція Cassini, створена спільно NASA, ESA і Італійським космічним агентством. 28 жовтня 2015 р. Cassini пролетіла 49 км від поверхні Енцелада і пройшла крізь крижаний шлейф над південним полюсом, що йде прямо з поверхні супутника. Місія Cassini завершилася 15 вересня 2017 р. (станція згоріла в атмосфері Сатурна), але зібрані нею дані ще продовжують оброблятися.
2 жовтня 2019 р. NASA оголосила, що в крижаному шлейфі Енцелада знайдені азотовмісні і кисневмісні органічні сполуки. На Землі подібні з'єднання давно виявлені в гідротермальних джерелах на дні океану. Там ці молекули є учасниками хімічних реакцій, які виробляють амінокислоти - будівельні блоки білків. На Енцеладі, припускають вчені, відбувається те ж саме.
"Ці молекули, що надходять з глибокого океану Енцелада, можуть брати участь в тих процесах, що і тут, на Землі", - підкреслює керівник цього дослідження Нозайр Хаваджи. Його команда з Вільного університету Берліна і Гейдельберзького університету опрацювала дані одного з приладів, якими була оснащена станція Cassini, - космічного аналізатора пилу, який визначив склад органічного матеріалу в зернах льоду, испущенных Энцеладом.
"Ця робота показує, що океан Енцелада має реактивні будівельні блоки в достатку. І це ще один зелений світло в дослідженні населеності Енцелада", - резюмує співавтор дослідження Франк Постберг.
Що їдять бактерії Енцелада
Результати цього дослідження, проведеного німецькими вченими, стали додатковим підтвердженням висновків, оприлюднених у червні 2019 р. планетологами з Університету Вашингтона. Американські вчені стверджують, що в підземному океані Енцелада утримуються дуже високі концентрації вуглекислого газу і водню, а також наближений до земного рівень кислотності, що цілком могло б забезпечити сприятливі для життя умови.
Як підкреслив керівник дослідження Лукас Файфер, вуглекислий газ і водень в настільки високих концентраціях могли б послужити для живих організмів паливом, тобто свого роду хімічних "безкоштовним обідом". Нова інформація про склад океану Енцелада дає планетологам краще уявлення про можливості цього океану зберігати життя, говорить Файфер.
Він і його колеги стверджують, що шлейфи водяної пари і крижаних часток, що виявлені і вивчені космічною станцією Cassini, хімічно не збігаються з океаном, з якого вони вивергаються на швидкості 1400 км на годину. Справа в тому, що сам процес виверження змінює склад викидів. Відбувається фракціонування шлейфа: лише деякі його компоненти прориваються в космос, а решта повертається на Енцелад.
Маючи це на увазі, вчені скористалися даними місії Cassini і створили комп'ютерну модель, яка враховує ефекти фракціонування, щоб отримати більш чітке уявлення про склад внутрішнього океану Енцелада. Попередні інтерпретації, як вони з'ясували, недооцінили присутність водню, метану і вуглекислого газу в океані.
"Краще знайти високу концентрацію газів, ніж взагалі нічого, - пояснює Файфер. - Здається малоймовірним, що життя могла б еволюціонувати і вживати всі ці безкоштовні гази, якщо б вони не були присутні в океані в достатку".
Висока концентрація газів передбачає більш низький, схожий на земний рівень кислотності в океані Енцелада. Це також добре для життя.
"Хоча бувають і винятки, більша частина життя на Землі найкраще живе у воді або споживає воду з майже нейтральним pH, тому подібні умови на Енцеладі можуть бути позитивними, - говорить учений. - І вони значно полегшують порівняння цього дивного океанського світу з більш звичним середовищем".
Вирішальні місії
Нові дослідження, додають аргументів на користь існування життя на Енцеладі, підвищують шанси на те, що туди буде спрямована космічна місія NASA, призначена для оцінки населеності внутрішнього водного океану. Концепція цієї місії під назвою Enceladus Life Finder (ELF) була запропонована ще в 2014 р. командою вчених з знаменитого Калтеха - Каліфорнійського технологічного інституту.
Космічний зонд буде обертатися навколо Сатурна і раз за разом пролітати крізь крижані шлейфи Енцелада. Місія ELF буде шукати в цих шлейфах амінокислоти, а також інші ознаки життя. Зонд буде отримувати енергію від сонячних батарей.
Можна очікувати і появи більш амбітних ініціатив - наприклад, місії з зануренням в океан Енцелада. NASA вже два роки відпрацьовує елементи цієї технології в рамках проекту SUBSEA. Першою науковою метою SUBSEA в 2018 р. стали теплі джерела, що виходять від підводного вулкана Лоихи біля острова Гаваї. У 2019 р. команда досліджувала підводний хребет Горда, розташований приблизно в 120 км від узбережжя США, де зустрічаються штати Каліфорнія і Орегон. Обидва ці підводних ділянки, як вважають вчені, характеризуються умовами, подібними до тих, що є на дні підлідного океану Енцелада.
Нарешті, можна припустити, що якщо не в 2020-х, то в 2030-х на Енцелад буде запущена повертається місія, яка не тільки відбере і проаналізує проби з крижаних шлейфів в космосі, з крижаної кори супутника, з підлідного океану і океанічного дна, але і привезе їх на Землю. Результати такої місії дадуть майже на 100% остаточну розгадку, чи є життя на Енцеладі.
Навряд чи потрібно довго пояснювати, яке величезне значення матиме позитивну відповідь. Але потрібно підкреслити, що якщо на Енцеладі будуть виявлені мікроорганізми, то колосальне значення буде мати ще й те, чи мають ці організми такий же код ДНК, як і організми на Землі. Якщо так, це буде означати, що життя на Землі і Енцеладі сталася з одного джерела. Що, звісно, одразу ж викличе питання про єдиного творця.
Якщо ж життя на Енцеладі буде мати інший код, схожий на земний, можна буде зробити висновок про незалежне походження життя там і в нас. Звичайно, це підвищить в наших очах ймовірність того, що життя - це нерідке явище у Всесвіті. А значить, в нашій Галактиці є незліченна безліч жилих світів.
Серед тисяч вже відкритих екзопланет, що обертаються навколо інших зірок, чималу частку, за більш-менш обґрунтованим припущенням вчених, становлять водні і крижані світи, в яких океан покриває всю поверхню. Є багато надій на те, що там може існувати життя. Тому, якщо все місії до супутників Юпітера і Сатурна врешті-решт дадуть негативну відповідь, це теж буде важливим результатом.
