Какой может быть жизнь на спутнике Юпитера?
Европа — один из галилеевых спутников Юпитера, вращающийся на довольно близкой к планете-гиганту орбите. Ученые уже довольно долго спорят по поводу наличия какой-либо инопланетной жизни под толстым слоем льда этой небольшой луны, ведь всесторонние наблюдения при помощи телескопов и пролетающих мимо спутника космических аппаратов показали, что под поверхностью Европы может скрываться глобальный океан, незамерзающий благодаря гравитационному воздействию его массивного соседа по Солнечной системе. Однако если последующие миссии действительно смогут обнаружить жизнь в океане Европы, то какой именно она может оказаться?
На ледяном спутнике Юпитера возможно существование жизни
Какой может быть жизнь на Европе?
Моника Грейди, ректор Ливерпульского университета в Великобритании, уверена, что на спутнике Юпитера Европе, вероятно, есть развитая инопланетная жизнь. К такому мнению специалист пришла после анализа шансов на появление многоклеточной жизни в отличных друг от друга средах, сообщает портал futurism.com. Так, согласно ее теории, жизнь на Европе может быть даже более развитой, чем жизнь на Марсе, где исследовательница надеется обнаружить хотя бы самые простейшие бактерии. Благодаря наличию на Европе теплого подледного океана, условия жизни на спутнике Юпитера могут оказаться гораздо более комфортными по сравнению с марсианскими, что может обеспечить лучшую выживаемость различных видов бактерий. Кроме того, возможность доступа к органическим веществам, поднимающихся из недр спутника, может оказать огромное влияние на эволюционные процессы, проходящие внутри далекой луны. Если это так, будущих земных колонистов по прибытию вполне может ожидать встреча с гораздо более высокими формами жизни, чем это могло ожидаться ранее. Так, разум некоторых гипотетических обитателей Европы вполне может соответствовать, например, уровню кальмара или осьминога.
Грейди считает, что подобные существа могут вполне комфортно жить в океанах под твердой оболочкой льда толщиной до 25 километров даже не догадываясь о том, что происходит на поверхности чрезвычайно холодной луны Юпитера. Вместе с тем, специалист подчеркивает, что вряд ли подобные человеку формы жизни смогут появиться в окрестностях Юпитера: отсутствие света во многокилометровых океанических глубинах вкупе с колоссальным давлением ледяной толщи вряд ли сделают обитание человекоподобного существа на Европе комфортным.
Кальмары считаются одними из самых умных животных на Земле. Быть может, подобные им организмы обитают и подо льдами Европы?
Как бы то ни было, ученые уже давно подозревали о возможности существования жизни в глубинах ледяного спутника. Для того, чтобы пролить свет на таинственные процессы, происходящие под поверхностью Европы, мировые космические агентства уже сейчас работают над амбициозными планами по созданию автоматизированных устройств, способных к обнаружению инопланетной жизни. Более того, в августе 2019 года НАСА официально заявило о завершении создания целого ряда проектов, направленных на поиск органики в окрестностях Юпитера. Так, одной из наиболее интересных и масштабных миссий уже в ближайшие годы может стать проект космического корабля “Европа Клипер”, который будет искать доказательства жизни на галилеевом спутнике. Известно, что беспилотный аппарат должен быть отправлен к Европе не позднее 2023 года, а время его полета к окрестностям Юпитера должно занять около 6 лет.
Европа (спутник Юпитера)
Европа – шестой по счёту спутник Юпитера. Поверхность его представляет собой ледяную корку из водного льда от 10 до 30 км. Под коркой – жидкий океан глубиной 20-30 км. Ниже океана идёт толстый слой горных пород, а в центре планеты расположено металлическое ядро.
Вокруг Юпитера, отстоящего на расстоянии 670 900 км, Европа облетает за 3.5 суток на скорости 50 000 км/ч, обращена к планете всегда одной стороной. Размерами она уступает Луне, но имеет схожую плотность. В составе спутника имеются силикатные породы, и это делает её схожей с планетами земной группы.
Атмосфера Европы очень разреженная и имеет в своём составе молекулярный кислород. Разреженность настолько сильная, что давление у поверхности равно около 1/100000000000 части земной.
Поверхность
Поверхность Европы уникальна. Она чрезвычайно ровная, и лишь изредка попадаются структуры, похожие на холмы с высотами около сотни метров.
На поверхности планеты также имеются элементы солей, а также соединения железа и серы. Они придают красноватый оттенок внутренних частей трещин.
Ещё одной особенностью стали «веснушки». Они имеют вид тёмных образований выпуклых или вогнутых форм. Есть предположение, что они получились в результате действия разогреваемого внутреннего льда на внешний, более холодный.
Океан
Основным признаком того, что подо льдом есть океан, стало наличие магнитного поля. Для этого необходим токопроводящий слой, и океан солёной воды очень подходит. Существует ещё один признак наличия океана: некогда кора планеты подверглась сдвигу на 80°. Но если бы она прочно прилегала к недрам, сдвига бы не было.
Существует гипотеза, что подлёдный океан взаимодействует с поверхностными льдами, обмениваясь с ними газами и минералами. Это указывает на богатый химический состав воды.
Есть ли жизнь на Европе
Европа – реальный шанс отыскать жизнь. Пока не выявлено прямых признаков этого, но наличие жидкой воды позволяет надеяться на успех. Возможно, в подповерхностных слоях океана существует некоторое подобие микробной жизни. Жизненные формы вполне могут проявиться на дне океана возле гидротермальных источников. Возможно существование организмов и под ледяным панцирем в прикреплённом к нему состоянии, подобно водорослям. Всё зависит от температуры океана и его солёности. Слишком низкая температура и большая солёность резко уменьшают вероятность какой-либо формы жизни.
Что же касается наличия кислорода, то этот фактор признан благоприятным. Профессор Аризонского университета Р. Гринберг утверждает, ссылаясь на свои вычисления, что океан Европы достаточно насыщен кислородом. Он считает, что его вполне хватит для возникновения и функционирования некоторых форм жизни. Метеориты тоже могли занести микроорганизмы на планету.
В 2013 году появилось известие об открытии на Европе перекиси водорода. А это уже потенциальный источник энергии для некоторых бактерий. Также найдены следы филлосиликатов — глинистых минералов кометного или астероидного происхождения, повышающие шансы для существования жизни.
Прогулки по льдам
Путешествовать по Европе лучше всего на буере. Правда, обычный парус тут не годится, потому что ветра вряд ли дождёшься. Поэтому приспособим специальный парус, для улавливания солнечного ветра.
Капсула нашего буера должна быть надёжно защищена от радиации – здесь этого добра так много, что смертельную дозу можно получить в минуты. Полозья буера у нас очень длинные и широкие, ведь это не ровный байкальский лёд – вся поверхность планеты испещрена трещинами и разломами.
Исследования Европы
Планы изучения
Существует несколько проектов исследования Европы и цели предполагаемых миссий различны. Это и изучение химического состава, и поиск жизненных форм океана. Все эти проекты рассчитываются с тем условием, что работы будут производиться в условиях радиационного фона, который в миллион раз выше земного.
Есть предложение создать атомный плавящий зонд («Криобот»), который бы смог расплавлять ледяной панцирь до достижения водного слоя. В воде в работу вступит другой аппарат – «Гидробот» – он будет собирать и отсылать на Землю информацию.
В 2016 году NASA выделила средства на разработку проекта Europa Clipper. Это можно считать началом официальной подготовки к полёту на Европу. Аппарат должен быть запущен в 2020-м году
Нам даже не представить, в какие формы может быть заключено существование и материи, и самой жизни. И, глядя в телескоп на сверкающую жемчужину возле сияющего Юпитера, нужно задуматься: а вдруг, именно там эта жизнь?
Космические европейцы: учёные предположили наличие жизни на шестой луне Юпитера
Учёные Лаборатории реактивного движения NASA смоделировали геохимический состав Европы — спутника Юпитера — и обнаружили условия, подходящие для поддержания жизни под ледяной поверхностью этого космического объекта. Работа американских специалистов представлена на Гольдшмидтовской конференции по геохимии, которая в этом году проходит в виртуальном формате.
Напомним, Европа — один из четырёх крупнейших спутников Юпитера, открытых ещё Галилео Галилеем в 1610 году. Она имеет сферическую форму и близка по размерам и массе к земной Луне и планете Меркурий. Европа вращается вокруг Юпитера на расстоянии около 780 млн км от Солнца, а температура на её поверхности никогда не поднимается выше минус 160 °C. При этом из 79 юпитерианских лун и среди вообще всех спутников планет Солнечной системы именно Европа считается наиболее вероятным носителем внеземной жизни. В результате предыдущих исследований было установлено, что под ледяной поверхностью спутника плещется океан, однако его происхождение и состав были неизвестны.
В новом исследовании были использованы данные, ранее полученные космическим аппаратом «Галилео», который проработал на орбите Юпитера до 2003 года, а также телескопом «Хаббл». Методами современного компьютерного моделирования учёные определили состав Европы.
«Нам удалось смоделировать состав и физические свойства ядра, слоя силикатных пород и океана. Мы обнаружили, что на разных глубинах и при разных температурах различные минералы теряют воду и летучие вещества», — заявил автор работы, ведущий научный сотрудник лаборатории Мохит Мелвани Дасвани.
По мнению исследователей, океан Европы мог образоваться в результате метаморфизма — нагрев и повышение давления, вызванные ранним радиоактивным распадом или дальнейшим действием подповерхностных приливных сил, могли привести к разрушению водосодержащих минералов и высвобождению заключённых в них вод.
Также они выяснили, что воды океана Европы изначально отличались слегка повышенной кислотностью и значительным содержанием углекислого газа, кальция и сульфатов, однако в настоящее время их состав стал более подходящим для поддержания жизни.
«Считалось, что содержание серной кислоты в данном океане достаточно высоко, но в результате проведённого нами моделирования, а также на основании полученных с космического телескопа «Хаббл» данных можно предположить, что, скорее всего, вода обогатилась хлоридами. Иными словами, её состав стал больше похож на состав воды в океанах Земли. Мы полагаем, что этот океан вполне может быть пригодным для жизни», — добавил Мохит Мелвани Дасвани.
По предположению Дасвани и его коллег, другая луна Юпитера Ганимед и спутник Сатурна Титан могли сформироваться в результате похожих процессов.
Также в планах учёных понять, каким образом жидкости перемещаются сквозь каменистые недра Европы. В настоящее время геохимики NASA объединились с группами в Нанте и Праге, чтобы выяснить, могли ли вулканы на дне океана спутника привести к появлению богатой хлоридами воды.
Исследование NASA является частью подготовки американской космической миссии Europa Clipper. Автоматическая межпланетная станция с орбитальным модулем и посадочным комплексом будет направлена к Европе в середине 2020-х годов. Она проверит догадки учёных и постарается обнаружить следы жизни под ледяной коркой спутника.
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.
Жизнь на Европе. Возможна ли она?
Юпитер, газовый гигант и самый массивный мир в нашей Солнечной системе, имеет 67 спутников. Четвертый по величине из них — Европа, имеет диаметр 3100 километров. Этот маленький мир больше Плутона, но меньше нашей Луны.
Особенности Европы
Европа имеет одну особенность — под ее замерзшей поверхностью может скрываться огромное количество жидкой воды. И ученые НАСА нашли доказательства этому факту при измерениях ее плотности и магнитного поля. Эти данные указывают на существование большого количества воды. Помимо этого, есть и другие доказательства, что на Европе есть вода. Они были получены с использованием спектроскопического анализа, который показывает, что водяной лед покрывает всю ультрагладкую поверхность этого мира.
Ледяной панцирь Европы имеет в среднем около 22 километров в глубину. Ученые считают, что ему не менее 50 миллионов лет. И под ним может существовать океан из жидкой воды глубиной около 100-200 километров. Вероятно, он относительно теплый, благодаря контакту с вулканически активным морским дном. Европа может содержать более чем в два раза больший объем жидкой воды в своих океанах, чем Земля. Океаны нашей планеты «в среднем» имеют глубину около 3,6 км.
Внутреннее строение Европы — концепция художника © NASA / JPL
Давление на морском дне Европы оценивается в 130–250 МПа. Это означает, что оно будет недоступно для технологий, которые мы уже разработали. Сегодня мы умеем противостоять лишь самым глубоким участкам океанов Земли.
Потенциал для жизни
Многие современные исследователи считают, что Европа обладает большим потенциалом для существования внеземной жизни. Даже большим чем Марс, наш ближайший планетарный сосед. Хотя недавно и были получены доказательства наличия водяного льда на Марсе, и на его полюсах и под поверхностью действительно может быть значительное количество замерзшей воды, вероятность существование ее на Марсе в жидком виде почти равна нулю. Если на Марсе и есть жизнь, она, скорее всего, окажется микробной по своей природе.
Но огромный океан Европы обладает гораздо большим потенциалом. Ученые определили три требования к возникновению жизни. Это наличие жидкой воды, источника энергии и нужных химических элементов. Они должны послужить для жизни «строительными блоками» Европа имеет все три.
Европа — это гравитационно заблокированный мир. Одна сторона спутника всегда обращена к своему гравитационному хозяину — Юпитеру. Эта мощная сила удерживает Европу на эллиптической орбите. В некоторых ее точках спутник попеременно бывает ближе или дальше от Юпитера. Этот процесс создает трение внутри Европы в ее сердцевине, состоящей из твердого никеля и железа. Так возникает постоянный источник геотермального тепла, который сохраняет океан Европы в жидком состоянии.
Жизнь на Европе без фотосинтеза
Без солнечного света жизнь на Европе никогда не разовьет фотосинтез. Но это не обязательное требование. На Земле большинство растений используют энергию Солнца для приготовления пищи, и не едят другие живые существа для питания. Они известны как автотрофы. Но есть автотрофы, которым Солнце не нужно. Это бактерии, которые размножаются с использованием тепла, исходящего от мантии Земли. Оно выходит из гидротермальных жерл на морском дне.
Во время недавней экспедиции к глубоководным гидротермальным источникам исследователи из Института морской микробиологии им. Макса Планка и Кластера мастерства MARUM обнаружили мидии, которые имеют свои собственные «топливные элементы» на борту. Это симбиотические бактерии, использующие водород в качестве источника энергии.
Европа отвечает элементарными требованиями для существования жизни. Наличие жидкой воды обеспечивает доступ ко многим другим элементам. Это происходит благодаря различным химическим реакциям. Так получаются свободный кислород, перекись водорода, диоксид углерода и диоксид серы. В сочетании с железом, а также такими элементами, как фосфор, эти процессы в конечном итоге приведут к получению всех необходимых соединений.
Жизнь на Европе, в ее океанах, может быть не только микробной, несмотря на чрезвычайно высокое давление. На Земле угорь Simenchelys parasiticus спокойно живет на глубине более километра. А тихоокеанская гадюка охотится на добычу в 4 километрах ниже поверхности.
Mariana snailfish обитает на глубинах более 8 километров.
Жизнь на других принципах
Все элементы, необходимые для жизни, вероятно, существуют в необходимых количествах на Европе. Но любая многоклеточная жизнь, которая там развивается (или развивалась), будет иметь только общие характеристики с жизнью на Земле. Жизнь на Европе не обязательно будет требовать ДНК и не должна обязательно основываться на углероде. Высокая концентрация кремния, обнаруженная на поверхности Европы, может означать, что жизнь там основана на этом элементе.
Принцип конвергентной эволюции — это идея о том, что живые существа, которые не связаны между собой, будут развиваться так, что получат сходные черты. Поэтому водные формы жизни на основе кремния будут чем-то напоминать земных рыб, ракообразных и моллюски. Известно, что акулы и дельфины очень похожи во многих отношениях, но очень далеки друг от друга на древе жизни. У животных Европы мы могли бы найти плавники, щупальца, как жесткие, так и мягкие скелеты, различные формы балласта, как у китов, бесконечное разнообразие глаз, множество типов раковин и так далее.
Нужны новые технологии
Даже если жизнь на Европе существует, ее поиск будет сопряжен с серьезными трудностями. Чтобы увидеть такую жизнь напрямую, необходимо будет произвести колоссальную работу. Будет нужно создать оборудование, способное пробурить километры льда. Нужны будут технологии, которые позволят произвести спуск непосредственно в глубину океана Европы.
Отверстия на поверхности Европы выбрасывают подземные воды из океана, находящегося под ледяной коркой Европы. Но ее тонкая атмосфера плохо защищает от жесткого излучения Юпитера. Используя данные облетов космических аппаратов Galileo и Voyager 1, ученые НАСА выяснили, что излучение Юпитера, которое попало на поверхность Европы, было самым сильным на ее экваторе и самым слабым на полюсах. Если и есть шансы найти выброшенные на поверхность свидетельства жизни, лучшим выбором будут полюса Европы.
Радиация на поверхности Европы, вероятно, уничтожит любые биосигнатуры, выброшенные из ее океанов. © НАСА / JPL
Люди на спутниках Юпитера
Вопрос о том, существует ли жизнь на Европе, далек от ответа. И ни в коем случае не является решенным. Но нам ничто не мешает порассуждать на тему эволюции там интеллектуальной, использующей инструменты и технологии цивилизации. Судя по нашему ограниченному опыту, вероятно огонь совершенно необходим для появления и развития технологий, выходящих за рамки простого создания инструментов. Поэтому развитие технологий, подобных нашим, на Европе маловероятно.
Лишь непосредственное изучение на месте поставит все точки в загадках Европы. Люди окажутся на ее поверхности, вероятно, не ранее 2100 года. Скорее всего сначала мы доберемся до Марса и начнем разрабатывать астероиды. Это произойдет задолго до того, как человек ступит на спутники Юпитера. Но, возможно, мы узнаем, есть ли жизнь на Европе задолго до этого. НАСА планирует в 2020 году запуск миссии под названием Europa Clipper. Она выведет спутник на орбиту вокруг Юпитера и проведет обширное исследование этого далекого мира.
Надеюсь, что все, кто читает это, когда — нибудь узнает все ответы на тайны Европы…
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
