на энцеладе есть жизнь
НАСА: на Энцеладе есть все условия для зарождения и поддержания жизни
Спутник Сатурна Энцелад — одно из мест в Солнечной системе, где жизнь стоит искать в первую очередь. Так считают ученые из команды миссии Cassini из НАСА. В рамках этой миссии в космос был запущен межпланетный зонд, который прибыл к Сатурну в 2004 году. Аппарат был запущен в 1997 году и провел последнее десятилетие, изучая эту планету и ее спутники. Сейчас он завершает свою работу. Кассини помог обнаружить гидротермальные источники на дне планетоида, которые вполне способны поддерживать жизнь, хотя бы и простейшую, например, микроорганизмы. На Земле такие источники называют «черными курильщиками», в разных регионах Мирового океана они обеспечивают вполне комфортное существование обитателей придонных областей.
Стоит отметить, что ученые довольно быстро изучают Энцелад. Всего лишь пару лет назад было доказано, что на планетоиде есть подледный океан. А сейчас ученые постепенно узнают о физико-химических свойствах этого океана. Ранее было показано, что на Энцеладе регулярно случаются выбросы жидкости в окружающее пространство.
По геологическим меркам у Энцелада молодая поверхность. Спутник вращается вокруг Сатурна по эллиптической орбите, что, как считают ученые, приводит к постоянной деформации планетоида. Она и служат источником тепла, которое нагревает океан. Как считают специалисты, глубина этого океана может составлять около 60 километров, а под ним — каменное ядро. На дне температура воды может достигать 90 °C. Жидкая вода и тепло — основополагающие факторы, способствующие возникновению жизни и ее поддержанию. Во всяком случае, так считает современная наука.
Что касается криовулканов, то их впервые обнаружили на Энцеладе в 2005 году. Тогда Кассини как раз передал снимки спутника Сатурна на Землю. С тех пор ученые неоднократно наблюдали за выбросами пара и льда из трещин в ледяном панцире Энцелада.
В 2005 году Кассини получил изображения Энцелада высокого разрешения. После анализа снимков стало ясно, что ледяная кора испещрена трещинами и кратерами. Это изображение получено в результате объединения 21 фотографии Энцелада. Цвета не соответствуют действительности
В 2015 году аппарат пять раз пролетел над поверхностью Энцелада, нырнув сквозь фонтаны пара для того, чтобы собрать необходимые данные о его составе. Для проведения этой работы у зонда есть все необходимое, включая спектрометр INMS. Химический анализ показал, что в составе струй присутствуют органические и азотсодержащие молекулы, есть силикаты и другие химические соединения. Это, как считают эксперты, прямое свидетельство контакта океана с твердой породой — дном.
Ученые после анализа данных, переданных зондом, узнали о том, что в воде океана Энцелада довольно высокое содержание молекулярного водорода. Об этом представители миссии Кассини рассказали на специальной конференции, посвященной открытиям на Энцеладе. Молекулярный водород может образовываться в результате взаимодействия горячей воды с горными породами. «Сейчас мы близко подобрались к тому, чтобы определить место с максимальным сочетанием ингредиентов, необходимых для поддержания жизни», — заявил один из участников конференции.
Один из кадров с конференции НАСА
Удивительно, но именно Энцелад — небольшой планетоид, полностью покрытый льдом и удаленный от Солнца на миллионы километров, имеет все необходимое для существования жизни. Пока что неясно, есть ли в воде океана Энцелада сера и фосфор, которые тоже нужны микроорганизмам. Но ученые считают, что это вполне вероятно, поскольку породы дна вполне могут содержать эти два элемента.
«Подтверждение того, что химическая энергия, необходимая для существования жизни, доступна в океане небольшой луны Сатурна — важная веха на пути поиска обитаемых миров вне Земли», — заявила Линда Спилкер, представитель команды Кассини.
Пока что рано говорить о существовании жизни на Энцеладе. Но у ученых теперь есть уверенность, что такой океан, какой существует подо льдом спутника Сатурна, вполне может поддерживать жизнь. Кстати, схожие условия могут существовать и на спутнике Юпитера Европе.
Возможно, теперь НАСА пересмотрит свои планы. Ранее агентство планировало начать миссию отправки автоматической станции на Европу, но может быть, теперь такая станция (которую еще даже не начали разрабатывать) полетит к Энцеладу.
Живой Энцелад Инопланетную жизнь заметили внутри спутника Сатурна
Полученные станцией Cassini данные, как полагают американские ученые, указывают на то, что в недрах Энцелада имеются благоприятные условия для зарождения и существования жизни. Сегодня спутник Сатурна считается одним из самых необычных небесных тел Солнечной системы. Его активное исследование началось в 2004 году: тогда станция Cassini вышла на орбиту газового гиганта. С тех пор Энцелад все больше удивлял ученых. Вероятно, именно его, а не Марс, следует считать главным кандидатом на внеземную жизнь.
Энцелад — шестой по размеру спутник Сатурна. Радиус — более 250 километров — примерно в 25, а масса — в 200 тысяч раз меньше, чем у Земли. Вокруг планеты обращается за 32,9 часа по вытянутой орбите, максимальное расстояние от Сатурна — 240 тысяч километров, минимальное — 180 тысяч (в два раза меньше, чем между Луной и Землей). Спутник находится в приливном захвате с газовым гигантом — Энцелад всегда повернут к Сатурну одной стороной.
Материалы по теме
Живой Титан
Что необычного обнаружили ученые? Оказалось, что водяные струи, исходящие из недр Энцелада, содержат до 1,4 процента молекулярного водорода и до 0,8 процента углекислого газа. В изученном образце также выявили 96-99 частей (по объему) воды, 0,1-0,3 части метана и 0,4-1,3 части аммиака.
Специалисты подозревали, что в водяных выбросах Энцелада имеется молекулярный водород, однако убедились они в этом только сейчас. Необходимые пробы научный инструмент INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) Cassini взял в октябре 2015 году во время одного из рекордно близких пролетов от Энцелада (примерно 49 километров от южного полюса).
Высокое содержание молекулярного водорода означает, что в недрах спутника Сатурна нарушено термодинамическое равновесие. Наиболее правдоподобное тому объяснение — гидротермальные источники в подповерхностном океане Энцелада, вблизи которых происходят реакции серпентизации, то есть взаимодействие горячих пород и воды, в результате чего выделяются углекислый газ и водород — именно эти соединения удалось напрямую детектировать Cassini.
Материалы по теме
Живой Плутон
Более того, молекулярный водород и углекислый газ критически важны для метаногенеза — биосинтеза метана микроорганизмами. На Земле подобные процессы поддерживают экосистемы анаэробных архей — примитивных микробов, получающих энергию без кислорода и света. Они обитают в глубинах океанов, болотах и кишечнике жвачных животных. Более 20 процентов метана на Земле — результат деятельности подобных организмов. Все имеющиеся об Энцеладе сведения пока указывают на то, что в недрах спутника Сатурна хорошие условия для жизни метаногенов-экстремофилов.
Для возникновения и существования жизни земного типа, как сообщает НАСА, требуется три главных компонента: жидкая вода, источник энергии для обмена веществ и ряд химических элементов (в первую очередь углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера). В ходе миссии Cassini стало достоверно известно, что недры Энцелада содержат все эти компоненты. Исключение составляют только фосфор и сера — эти элементы не обнаружила станция, однако ученые не сомневаются, что они присутствуют внутри спутника, поскольку каменное ядро Энцелада по химическому составу должно напоминать метеориты.
У Энцелада самые высокие из известных в Солнечной системе крупных небесных тел альбедо — примерно 80 процентов солнечного света отражается от его поверхности. Это приводит к тому, что средняя температура на спутнике не превышает минус 200 градусов по Цельсию — это одна из самых холодных лун Сатурна.
На южном полюсе небесного тела, вплоть до широты 60 градусов, находятся четыре «тигровые полосы», разломы поверхности. В длину они достигают 150 километров, ширину — 2 километров, глубину — 0,5 километра. Возраст льда в них оценивается в тысячу лет, возраст самих разломов — около полумиллиона лет. Температура внутри «тигровых полос» поднимается до минус 90 градусов. И оттуда бьют сильнейшие на спутнике гейзеры — потоки водяного льда поднимаются на высоту до 250 километров. Именно в них станция Cassini и взяла пробы.
Поверхность небесного тела на юге моложе, чем на севере. Ученые объясняют это тектонической активностью спутника, обусловленной главным образом приливным разогревом его недр Сатурном и, вероятно, либрацией. Эксперты полагают, что под водяной мантией Энцелада скрывается силикатное ядро, разогретое до температуры более 700 градусов Цельсия, радиусом 180-185 километров. Толщина льда, под которым скрывается водяной океан, точно неизвестна. Неясно также, глобален ли этот океан, или ограничивается лишь областью южного полюса. Данные моделирования указывают, что, скорее всего, глобален.
Материалы по теме
Живая пустыня на Марсе?
Согласно последним оценкам, толщина ледяной коры в среднем — 18-22 километра, а вблизи южного полюса сокращается до пяти километров. Специалисты полагают, что в глубине «тигровых полос» есть незакрытые щели, по которым наружу поступает теплая соленая вода океана. Плотность этой воды — не менее 1030 килограммов на кубический метр. Площадь поверхности океана внутри спутника сопоставима, как показывают гравиметрические измерения Cassini, с озером Верхнее (80 тысяч квадратных километров), глубина — до 40 километров.
Сегодня ученые не могут заглянуть внутрь Энцелада, однако они в состоянии смоделировать условия в его недрах. В океанской воде спутника Сатурна примерно такое же содержание поваренной соли, как и в земном океане. Кроме того, в океане много соды и высокий уровень щелочности (показатель pH достигает 12). Высокая щелочность и высокая концентрация соды означают, что в океанских глубинах происходят, как уже отмечалось, реакции серпентизации.
Материалы по теме
Морозко
На океан Энцелада похоже земное озеро Моно в Калифорнии. В этом водоеме много соли и соды, в нем не водится рыба. Однако живут необычные организмы, в частности бактерии GFAJ-1, терпимые к смертельным для других живых существ концентрациям мышьяка.
Ранее ученые пытались объяснить происхождение кремниевой пыли в окрестностях Сатурна. Планетологи проанализировали размеры и химический состав частиц, собранных Cassini при очередном сближении с Энцеладом. Их радиус строго фиксирован: от двух до восьми нанометров, то есть частицы не могли образоваться в результате столкновений астероидов на орбите Сатурна или с поверхностью Энцелада.
Специалисты предположили, что кремниевый песок возник в результате термальной активности в подледном океане Энцелада. В этом водоеме должны быть термальные источники, нагревающие воду до температуры плюс 90 градусов Цельсия. Именно при таком значении (в условиях спутника Сатурна) образуются частицы кремниевой пыли нужного размера.
Материалы по теме
Cамое стабильное место на планете
Пока все указывает на то, что в недрах Энцелада возможны условия, пригодные для жизни. Однако остается еще очень много вопросов. Не вполне ясен механизм, как в недрах Энцелада поддерживается тепло. Возраст спутника оценивается в миллиарды лет, однако есть исследования, согласно которым Энцеладу, как и Дионе, другому спутнику газового гиганта, не более нескольких сотен миллионов лет. Аргумент — слишком жесткое ядро, при которой луны за миллиарды лет должны были бы удалиться на значительные от планеты расстояния. Если это так, значит, система Сатурна находится в процессе своего формирования, и жизнь на Энцеладе могла еще не возникнуть.
Если же в недрах Энцелада действительно есть жизнь, то мы имеем дело с уникальным для Солнечной системы примером панспермии — материя, вероятно, содержащая микробы, из недр спутника распространяется по кольцу Е вплоть до газового гиганта.
Действительно, Энцелад находится точно в центре кольца E Сатурна. Ширина кольца — 300 тысяч километров, от газового гиганта его внутренний край удален на 180 тысяч километров. Известно, что потоки от 36 наиболее крупных гейзеров, а также более слабых, расположенных на южном полюсе Энцелада, формируют «щупальца», которые наполняют материей кольцо Е. Считается, что их частицы со временем мигрируют в атмосферу планеты. В конечном итоге это обеспечивает транспорт воды с Энцелада на Сатурн.
На планете это приводит к образованию гигантского водяного облака и Большого белого пятна протяженностью свыше десяти тысяч километров — ураганам, наблюдаемым примерно раз в 60 лет в обоих полушариях Сатурна. Ученые полагают, что есть и обратная связь: приливное притяжение Сатурна влияет на гейзеры, меняя ширину ущелий, из которых извергается вода.
Жизнь на Энцеладе: какая она?
После объявления, сделанного аэрокосмическим агентством NASA на прошлой неделе, ледяной спутник Сатурна Энцелад находится у всех на слуху. Со слов агентства, в подледном океане Энцелада обнаружен молекулярный водород, что может являться индикатором того, что спутник может обладать средой, подходящей для обитания внеземной жизни. Несмотря на свой очень холодный внешний нрав, имеющийся на Энцеладе океан может быть теплым, особенно в глубинной его части, говорят ученые. Речь идет о температурах вплоть до 90 градусов Цельсия. В общем, если вы астробиолог или просто большой энтузиаст изучения космоса, то эти новости должны вас определенно вдохновить. Потому что, ну сами понимаете, инопланетяне!
Обнаружение водорода на спутнике на самом деле является отличной новость, однако профессиональные астрономы и астрономы-любители еще задолго до этого подозревали, что на Энцеладе может существовать жизнь. В 2015 году космический аппарат NASA «Кассини» совершил пролет через гейзеры Энцелада и собрал образцы органических компонентов. Так среди 62 сатурианских спутников Энцелад в одночасье стал самым интересным. А как иначе? Наличие органических молекул и воды означает лишь одно: Энцелад пригоден (или как минимум когда-то был пригоден) для жизни.
Вопрос сегодняшней статьи заключается в том, что именно может жить в океане этого ледяного мира? Разумеется, ответа на этот вопрос пока ни у кого нет, но разве не интересно хотя бы порассуждать на эту тему?
«Я думаю, что внутри Солнечной системы, если мы что-то и найдем [живое], то это будут какие-то виды микроорганизмов. Если же найдем останки чего-то вымершего, то это тоже, вероятнее всего, будут какие-то виды микроорганизмов», — говорит Рокко Маничелли, астробиолог из NASA.
«Ключевой вопрос здесь – как живые организмы будут здесь выживать? Жизни необходимо иметь источник энергии, а также возможность себя воспроизводить. Что на Энцеладе может быть источником энергии? Ледяная кора спутника очень толстая, поэтому солнечный свет для микроорганизмов (если они там есть) в качестве источника энергии не годится», — говорит Маничелли.
Если на Энцеладе есть хоть какая-то жизнь, то, вероятнее всего, она сосредоточена вокруг геотермальных источников, которые тоже могут представлять собой идеальную среду обитания, по крайней мере у нас на Земле. Недавние исследования, в рамках которых были обнаружены очень древние окаменелости микроорганизмов, показали, что для зарождения жизни на Земле такие геотермальные источники имели важнейшее значение. Здесь может обитать самая разнообразная фауна, начиная от трубчатых червей и заканчивая различными видами креветок. Все они живут в местах, где нет доступа к солнечному свету. Как они выживают? Все благодаря хемосинтезу – процессу, как указывает издание Ocean Portal, с помощью которого «микроорганизмы, находящиеся на низших ступенях пищевой цепочки, способны получать необходимые химические вещества прямо из геотермальных источников, преобразовывая их в пригодную для использования энергию и пищу».
Вполне возможно, что на Энцеладе нет всех необходимых компонентов, которые позволили бы появиться сложным живым организмам, но, согласно новым исследованиям, есть большая вероятность, что спутник все-таки может поддерживать простые организмы. И кто знает, может, эти микроорганизмы нашли способ использования какого-то другого доступного на спутнике источника энергии и эволюционировать соответствующим образом. Очевидно же, что тех же нарвалов. Шутка.
Есть также вероятность, что микробы Энцелада используют для выживания биолюминесценцию. Этой способностью обладают некоторые виды земных глубоководных и наземных организмов. Она позволяет преобразовывать энергию в форму света. Для организмов, которым, возможно, приходится жить на глубине нескольких километров под коркой Энецелада, это может казаться весьма подходящей альтернативой.
Астрономы выяснили, что Энцелад имеет все необходимые базовые ингредиенты для зарождения жизни, поэтому наиболее очевидным дальнейшим решением является отправка на спутник посадочного модуля, а еще лучше – мобильной автономной научной станции, как «Кьюриосити» на Марсе. В NASA уже ведутся обсуждения подобных миссий. Среди них есть, например, Enceladus Life Finder (ELF). Со слов Маничелли, этот проект позволит заняться изучением спутника сразу с разных сторон и в конечном итоге определить, есть ли жизнь на Энцеладе. Хотя бы даже в виде микроорганизмов.
«Необходим комплексный подход, а не поиск жизни по одной-двум биосигнатурам. Толку от этого будет мало. Мы должны рассмотреть все возможности окружающей среды и выяснить, каким образом эти биосигнатуры там проявились», — объясняет Маничелли.
Может, мы в конечном итоге и не найдем биолюминесцентных китов, скрывающихся под толщами воды и льда Энцелада, но ведь существует вероятность найти там что-то вроде наших земных тихоходок. Эти крохи, как известно, могут выживать практически где угодно.
«Тихоходки действительно удивительные создания. Наличие похожих организмов на Энцеладе – это не фантастика. Это одна из возможностей. Эти крохи, правда, очень живучие», — говорит Маничелли.
Доказано существование признаков жизни на Энцеладе
Ученые НАСА обнаружили основные органические ингредиенты, необходимые для существования жизни, в воде, выбрасываемой гейзерами Энцелада, спутника Сатурна. Об этом сообщает издание Science Alert.
Исследователи проанализировали химический состав струй из морской воды и льда, которые регулярно вырываются из-под ледяной коры спутника через трещины. Пробы были взяты с помощью межпланетного зонда Cassini. Планетологи нашли растворимые вещества, содержащие атомы азота и кислорода, которые играют ключевую роль в образовании аминокислот (из них состоят белки). Эти соединения могут вступать в глубоководные химические реакции, обеспечивая строительный материал для живых организмов.
По мнению ученых, на дне Энцелада могут происходить процессы, аналогичные земным. Морская вода смешивается с магмой, в результате чего возникают гидротермальные источники с температурой, достигающей 370 градусов Цельсия. В таких условиях органические соединения превращаются в аминокислоты, а минеральные компоненты позволяют живым организмам развиваться и размножаться без помощи солнечного света.
В ходе предыдущих исследований ученые также находили органические вещества, но они не были растворимы в воде, поэтому оставалось неизвестным, могли ли они вступать в реакции рядом с гидротермальными источниками.
Что прячет Энцелад в темных водах своего океана?
Энцелад — один из 82 известных нам спутников Сатурна. Около 10 лет назад учёные NASA назвали Энцелад наиболее пригодным для жизни местом во всей Солнечной системе. Оказалось, что глубоко под поверхностью этого спутника, под его ледяной коркой, могут скрываться океанические течения, аналогичные земным.
Согласно новому анализу слоя льда, покрывающего глобальный водяной океан спутника Сатурна, можно сделать вывод, что там есть течения, очень похожие на земные. Если это действительно так, значит, океан Энцелада неоднороден.
Гейзеры на Энцеладе. Снимок сделан зондом «Кассини». (НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук (Space Science Institute)
Энцелад не так просто раскрывает свои секреты!
Впервые удалось получше его рассмотреть только в 1981 году, когда «Вояджер-2» пролетел мимо него, направляясь к более дальним планетам Солнечной системы. На изображениях, сделанных зондом, люди увидели небольшой шар льда. Он имеет почти белую поверхность с высокой отражающей способностью. Средний диаметр Энцелада составляет всего 500 километров. Спутник покрыт кратерами и изрезан длинными трещинами и горными хребтами, что свидетельствует о его геологической активности.
Затем, в 2010 году, нас ждал сюрприз: зонд Сатурна под названием «Кассини» обнаружил на спутнике гейзеры. Они выбрасывали водяной пар из трещин ледяной оболочки Энцелада. Это дало основания полагать, что спутник не был полностью покрыт льдом, а скрывал под поверхностью жидкий соленый океан.
Сочетание воды в жидком состоянии и трещин во льду помогло ученым понять, как устроен Энцелад. Энцелад обращается вокруг Сатурна за 32,9 часа, имея слегка вытянутую, овальную по форме орбиту. Таким образом, он то удаляется от планеты, то приближается к ней, и, соответственно, гравитационное воздействие Сатурна время от времени усиливается и ослабевает. Это напряжение и вызывает нагрев недр спутника, обеспечивая его геотермальную активность, а также создает трещины на поверхности льда или расширяет их (во время максимального удаления Энцелада от Сатурна).
Благодаря внутреннему теплу, океан остается жидким, и он может фонтанировать через трещины, после чего вода попадает на поверхность и снова замерзает. Внутреннее тепло будет порождать и вертикальные конвекционные потоки, аналогичные земным. Более теплая вода выталкивается наверх, где она остывает, и затем снова циркулирует вниз.
Однако, поскольку Энцелад все-таки значительно отличается от Земли, пока неясно, могут ли его океаны быть похожи с земными и по другим характеристикам. Например, глубина океанов Земли в среднем составляет 3,7 км, а глубина океанов Энцелада — не менее 30 километров. И при этом они еще покрыты 20-километровым слоем льда.
Хотя мы не можем увидеть, что скрывает океан, но лед оставляет нам некоторые зацепки. Мы знаем, что лед на полюсах значительно тоньше, чем на экваторе, и еще тоньше на южном полюсе, где как раз извергаются гейзеры. По мнению группы исследователей во главе с геофизиком Аной Лобо из Калифорнийского технологического института, в океане Энцелада происходит нечто более сложное, чем просто вертикальная конвекция.
Тонкий лед, вероятно, связан с более сильным таянием (спасибо, кэп!), а более толстый лед — с более сильным замерзанием.
Значит, там, где лед толще, океан более соленый, поскольку замерзает только вода, а большая часть солей возвращается обратно в воду. Это делает воду подо льдом более плотной, поэтому она опускается на дно океана.
В регионах таяния происходит обратное. Вода свежее, она менее плотная, поэтому остается наверху. На Земле это приводит к возникновению термохалинной циркуляции (ее часто называют океаническим конвейером). Вода замерзает на полюсах, а более плотная и соленая вода опускается на дно и течет по направлению к экватору, в то время как более теплые воды с экватора направляются к полюсам, где они замерзают, что приводит к опусканию более плотной холодной соленой воды и так далее.
Команда разработала компьютерную модель Энцелада, основанную на нашем понимании и представлении подобных течений. Было обнаружено, что такая циркуляция может образовывать толщину льда, которую мы как раз наблюдаем на спутнике.
До сих пор неясно, есть ли на Энцеладе жизнь. Он очень далек от Солнца, но из-за внутреннего геотермального нагрева может иметь хемосинтетические пищевые сети, аналогичные тем, которые встречаются вокруг гидротермальных источников в глубинных зонах океанов Земли. Если в океанах Энцелада прячется жизнь, открытия команды помогут нам ее найти.
Мы знаем, что воды Энцелада соленые: вода, взятая «Кассини» из гейзеров, доказала это. Если команда исследователей не ошиблась, уровень соли в этих гейзерах, на самом деле, может быть ниже, поскольку они выбрасываются из области таяния. Получается, что вода на экваторе может быть более соленой.
Мы также знаем, что океанические течения на Земле играют особую роль в распределении питательных веществ. Знания об уровне солёности воды и распределении питательных веществ поможет нам выделить те районы Энцелада, которые будут наиболее пригодны для жизни (в том виде, в каком мы ее понимаем сейчас).
На момент написания статьи нет информации о специальных миссиях на Энцелад. Однако миссии Dragonfly на спутник Сатурна Титан, Europa Clipper на спутник Юпитера Европу для изучения ее ледяной, (возможно) извергающей фонтаны воды и пара поверхности, а также миссия JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) могут пролить свет на циркуляцию океана в этих странных ледяных мирах.
Исследование команды опубликовано в журнале Nature Geoscience.