при каких условиях на плутоне возможна жизнь
Есть ли жизнь на Плутоне
Жизнь на Плутоне – карликовой планете Солнечной системы: бывшая планета, исследование Новых Горизонтов, условия, расстояние от Солнца, атмосфера, температура.
С момента открытия в 1930 году Плутон считался 9-м планетарным объектом. И хотя в 2006 году его перенесли к карликовым, интерес ученых ничуть не уменьшился. Именно поэтому в 2015 году прибыла долгожданная миссия Новые Горизонты, приславшая первые приближенные фото поверхности.
Есть ли жизнь на Плутоне
При таком морозе леденеет не только вода, но и прочие жидкости с газами, вроде метана, азота и окиси углерода.
Художественное видение морозного Плутона
Карлик располагает тонким атмосферным слоем, состоящим из метана, азота и окиси углерода, пребывающих в балансе с ледяной коркой. Поверхностное давление – 6.5-24 бар, что в миллион и 100000 раз меньше земного.
Не будем забывать, что атмосфера лишена статичности. Она меняется при сближении и отдаленности от Солнца. Из-за нагрева льды сублимируются, создавая временный слой. Так что на жизнь рассчитывать не приходится. Ниже представлены фото Плутона и его поверхности.
Фотографии поверхности Плутона
Структура Плутона
Ученые считают, что здесь также есть дифференциация. То есть, присутствует каменное ядро, вокруг которого сосредоточена ледяная мантия. В диаметре ядро простирается на 1700 км (70% от всей планеты), а ледяной слой – 100-180 км. Изучите строение Плутона на рисунке.
Внутренняя структура Плутона
Радиоактивный распад может намекать на присутствие океана. Модели показывают, что это должно привести к появлению трещинок на поверхности.
Шансы на будущее жизни на Плутоне
Некоторые полагают, что в будущем ситуация изменится и жизнь появится на поверхности. Да, Плутон проживает слишком далеко от Солнца, но через 5.4 млрд. лет звезда увеличится до красного гиганта и повысить уровень энергии. По мере расширения она поглотит ближайшие планеты, но отдаленные получат порцию нагрева.
Художественная концепция транс-нептуновых объектов
По мере расширения Солнце станет в 200 раз больше современного состояния и в несколько тысяч раз ярче. Объекты из пояса Койпера также прогреются. Но все равно мало вероятности, что жизнь разовьется с нуля. Поэтому придется вовремя транспортировать земные образцы.
Строение Плутона
Положение и движение Плутона
Есть ли на Плутоне все необходимое для зарождения жизни?
Новости партнеров
Плутон с давних времен рассматривался как далекий, холодный и мертвый мир, но первый космический корабль NASA «New Horizons», посетивший его в июле 2015 года, выявил множество сюрпризов этой загадочной карликовой планеты.
Данные, загрузка которых завершилась лишь в октябре 2016 года и на полное изучение которых уйдет еще много лет, заинтриговали ученых сложными химическими процессами. Сложные органические слои дымки, ледяные горы, образовавшиеся в ходе неизвестной геологической активности, возможная органика на поверхности и океан жидкой воды под ней – все это указывает на мир с гораздо большим разнообразием, чем полагали ученые.
«Мы видим органические материалы, воду и энергию», – сказал Майкл Самерс, планетолог команды «New Horizons», специализирующийся на структуре и эволюции атмосфер.
Голубая дымка
Первые снимки Плутона напомнили Самерсу о мире, который он изучал в течение многих лет, работая в университете Джорджа Мейсона. Титан, ледяной оранжевый спутник Сатурна, является единственной луной в Солнечной системе с плотной атмосферой и гидрологическим циклом. Он содержит углеводороды, включая этан и озера из метана, что является соединениями, которые могут быть прекурсорами к необходимой для жизни химии.
В отличие от Титана Плутон обладает тонкой и разреженной атмосферой с дымкой, распространяющейся по меньшей мере на 200 километров над поверхностью, что в 10 раз превышает ожидания ученых. Но на высоте 30 километров карликовая планета показывает схожий с Титаном парадокс – конденсацию, которая происходит в слишком теплом для образования частиц дымки регионе.
«Формирование дымки инициируется в ионосфере, где есть электрически заряженные частицы (электроны и ионы). Электроны «прилипают» к углеводородам и заставляют их держаться вместе. Они становятся очень стабильными и в процессе падения сквозь атмосферу разрастаются на других частицах, прилипших к ним. Чем они больше, тем быстрее падают. На Титане частиц в атмосферной дымке гораздо больше, и они многочисленнее, чем на Плутоне», – рассказывает Майкл Самерс.
В ретроспективе вас не должно удивлять, что процесс на Плутоне, скорее всего, такой же, как на Титане. Как и спутник Сатурна, он имеет атмосферу из азота с метаном в качестве второстепенного элемента. Основное различие, однако, состоит в атмосферном давлении, на Плутоне оно составляет всего 10 миллибар, а на Титане 1,5 бара (Бар – внесистемная метрическая единица измерения давления, равная 100 000 Паскалей, что немного меньше среднего атмосферного давления на Земле на уровне моря). Эта разница влияет на форму частиц в дымке, так как на Титане время падения сквозь атмосферу значительно больше, и частицы приобретают сферическую форму, в то время как на Плутоне – фрактальную.
Сложные молекулы
С возможностью производства углеводородов и нитрилов еще более интересной становится идея возможности химических процессов на Плутоне, предшествующих зарождению жизни. «Можно начать строить комплекс предбиотических молекул. Например, цианистый водород, являющийся, возможно, ключевой молекулой, ведущей к предбиотической эволюции», – пояснил Майкл Самерс.
Кроме того, на Плутоне, как и на Титане, в изобилии присутствуют толины – сложные органические соединения, созданные под действием солнечного света. Они редко встречаются на Земле, но обычны для Титана, и, скорее всего, виновники его оранжевого цвета.
На Плутоне толины ответственны за красноватые участки поверхности, и, по расчетам ученых, их слой может быть толщиной от 10 до 30 метров. Они также были замечены возле ледяных вулканов на карликовой планете. Вполне возможно, что Плутон скрывает под поверхностью океан, похожий на океаны на Титане, Энцеладе и Европе. Однако, у спутников есть дополнительный источник энергии, создаваемый гравитационным воздействием центральной планеты и соседними лунами. Плутон лишен такого нагрева, но, вполне возможно, радиоактивность недр может поддерживать океан в жидком виде.
«Это то, что нужно для жизни: органические вещества, энергия и исходный материал. Я изучаю Плутон всю свою жизнь и никогда не думал, что буду говорить о таких вещах», – заключил Майкл Саммерс.
“Есть ли жизнь на Плутоне?” в закладки
Обнаруженный впервые в 1930 году, Плутон считался девятой планетой нашей Солнечной системы много лет. И хотя его статус был понижен до карликовой планеты, благодаря открытию Эрис в 2004 году, Плутон продолжает очаровывать и интриговать астрономов.
Условия на поверхности
И хотя Плутон обладает тонкой атмосферой, она состоит в основном из азота, метана и окиси углерода, которые пребывают в равновесии со льдами на поверхности. В то же время давление на поверхности варьируется от 6,5 до 24 бар (0,65 – 2,4 Па), что примерно меньше атмосферного давления на Земле в миллион – сто тысяч раз.
Эта атмосфера также совершает переходы, когда Плутон подходит ближе и уходит дальше от Солнца. Обычно, когда Плутон в перигелии, атмосфера замерзает; в афелии температура поверхности увеличивается, и льды сублимируют.
Таким образом, жизнь не выживает на поверхности Плутона ну никак. Ни один из известных организмов не может выжить при чрезвычайном холоде, низком атмосферном давлении и постоянных переменах в атмосфере. Однако это не отнимает возможность обнаружения жизни внутри планеты.
Недра
Как у многих лун и планетоидов во внешней Солнечной системе, внутренняя структура Плутона, по мнению ученых, дифференцирована, твердые материалы расположились в плотном ядре, окруженном мантией льда. Диаметр ядра составляет приблизительно 1700 км (70% диаметра Плутона), тогда как ледяной слой должен быть толщиной в 100-180 км.
Поскольку распад радиоактивных элементов в конечном счете нагреет лед достаточно, чтобы отделить его от ядра, вполне возможно, что Плутон обладает жидким океаном под мантией. В 2011 году планетологи Гийом Робушон и Фрэнсис Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Крус смоделировали тепловую эволюцию Плутона и изучили поведение коры, чтобы посмотреть, как на поверхность может повлиять наличие океана под ней.
Им удалось выяснить, что поверхность Плутона будет покрыта поверхностными разломами, которые охватят весь шар, появившимися вследствие температурных, растягивающих и стягивающих воздействий жидкого океана ниже. Хотя нет никаких визуальных данных в пользу существования таких особенностей поверхности, миссия «Новые горизонты» предоставит нам подробный фотографический отчет деталей поверхности Плутона.
Будущие возможности
Другая возможность состоит в том, что однажды условия пребывания на Плутоне могут измениться в пользу потенциальной жизни. Хотя Плутон находится далеко за пределами обитаемой зоны нашего Солнца, размеры Солнца и этой зоны будут расти. В далеком будущем — через 5,4 миллиарда лет — наше Солнце расширится до красного гиганта, увеличив количество испускаемой энергии на несколько миллионов лет.
После того как ядро водорода иссякнет через 5,4 миллиарда лет, Солнце расширится до фазы субгиганта и медленно удвоится в размере в течение примерно полумиллиарда лет. По мере увеличения размера оно будет поглощать внутренние планеты (включая Землю), и обитаемая зона будет двигаться к внешней части Солнечной системы. Прежде чем Солнце станет красным гигантом, его светимость почти удвоится, и на Земле будет жарче, чем сегодня на Венере.
Затем оно будет еще быстрее расширяться в течение полумиллиарда лет, пока не станет в двести раз больше, чем сегодня, и в несколько тысяч раз ярче. Затем начнется фаза RGB, которая продлится около миллиарда лет; тогда Солнце потеряет примерно треть своей массы.
В это время многие объекты в поясе Койпера значительно нагреются, среди них Плутон, Эрис и множество других транснептуновых объектов.
Однако учитывая состав этих тел и относительно короткое окно, в котором они будут теплее и влажнее, маловероятно, что жизнь успеет развиться с нуля. Скорее всего, нам придется завозить ее с Земли, если, конечно, человечество будет еще живо.
Короче говоря, лучшим ответом на вопрос «есть ли на Плутоне жизнь» будет уверенное «возможно». Другим возможным ответом может быть «нет», но если мы сами не приложим к этому руку. В любом случае будем ждать вкусных данных от «Новых горизонтов».
Смогли бы мы жить на Плутоне?
В 2006 году Плутон потерял статус планеты, и получил статус карликовой планеты, данное решение вызвало много споров и дискуссий. Не важно считаете ли вы Плутон планетой или нет, ясно одно: этот объект окутан тайной, и мы не имеем полной картины того, что там происходит.
Аппарат “Новые Горизонты” стал первым космическим аппаратом, посетившим Плутон, совершив свой пролёт мимо карликовой планеты в середине июля 2015 года.
Если бы вы находились на Плутоне прямо сейчас, то вам потребовалось бы около пяти часов для того, чтобы отправить сообщение на Землю. Однако точное количество времени, которое потребуется для отправки такого сообщения будет в значительной степени изменяться в течение года на Плутона, который длится 248 земных лет. Плутон движется по вытянутой эллиптической орбите, которая пересекается с орбитой Нептуна. Когда Плутон находится ближе всего к Земле, сообщение, отправленное на Землю, займёт около четырёх часов, но когда Плутон дальше от Земли, то сообщение будет идти более 6,5 часов, прежде чем дойдет до места назначения.
В зависимости от того, на каком участке своей орбиты находится Плутон, температура на его поверхности будет изменяться в пределах от минус 223 градусов по Цельсию (минус 369 по Фаренгейту) до минус 233 градусов по Цельсию (минус 387 F). Это относительно небольшое изменение температуры может влиять на атмосферу карликовой планеты.
Когда Плутон находится ближе к Солнцу, льды на поверхности карликовой планеты сублимируются (переходят из твёрдого состояния в газообразное), создавая слабую атмосферу. Компьютерные модели показывают, что эта атмосфера позволяет существовать ветрам скорость которых достигает 362 км/ч (225 миль в час) и атмосферному давлению, которое по подсчетам составляет около 3 микробар (1 бар на Земле). Предполагается, что атмосфера Плутона практически полностью исчезает (вновь замерзает), когда карликовая планета максимально удаляется от Солнца. Фотографии с космического телескопа “Хаббл” показывают, что поверхность Плутона имеет большие различия в яркости, что является свидетельством разнообразного ландшафта на Плутоне.
Плутон приблизительно на одну треть меньше Луны, а его масса в пятнадцать раз меньше массы Земли, поэтому если вы весите 75 килограмм, то на Плутоне ваш вес составит всего 5 килограмм. Плутон и его крупнейший спутник Харон всегда обращены друг к другу одной и той же стороной. Если бы вы находились на той стороне Плутона, которая обращена к Харону, то спутник карликовой планеты был бы размером с ваш кулак на вытянутой руке. Другие два крупнейших спутника Плутона – Никс и Гидра, также были бы видны невооружённым глазом.
В полдень на Плутоне (день на карликовой планете составляет 6,4 земных суток), Солнце будет выглядеть также как Юпитер выглядит с Земли, хотя и гораздо ярче.
Солнце на Плутоне будет светить с той же яркостью с которой оно светит на Земле в очень пасмурный день.
Есть ли жизнь на Плутоне
Возможна ли жизнь на Плутоне сейчас?
Плутон – очень далёкая карликовая планета, которая, к тому же, движется по эллиптической орбите. Начнём с того, что Плутон находится от Солнца невообразимо далеко – на 29 а.е. в ближней точке, и на 48 а.е. в дальней. Для сравнения, от Земли до Солнца расстояние равно всего 1 а.е, поэтому земной климат довольно тёплый, хотя даже на Земле существуют места с низкими температурами.
Из-за такой удалённости от Солнца на Плутоне даже днём довольно темно – как на Земле в сумерках, хотя и светлее, чем в полнолуние. Но гораздо важнее экстремально низкая температура.
Поверхность Плутона в представлении художника.
У Плутона есть атмосфера, хотя и очень разреженная. Атмосферное давление у поверхности меньше земного в 100000 раз. Состоит она в основном из азота, метана и угарного газа. Причём атмосфера эта периодически исчезает, когда Плутон слишком удаляется от Солнца по своей вытянутой орбите. Тогда атмосферные газы замерзают и выпадают на поверхность. При приближении они снова оттаивают и испаряются.
В настоящее время Плутон представляет собой совершенно безжизненное ледяное тело. Даже если занести туда жизнь в любой форме с Земли, она не сможет там существовать. Слишком низкие температуры, близкие к абсолютному нулю, и практически полное отсутствие атмосферы большую часть времени не способствуют выживанию. Поэтому жизнь на Плутоне в настоящее время невозможна.
Подлёдный океан
Есть теория, что мантия Плутона может состоять не из замёрзшего льда, а из воды. Энергии радиоактивного распада в крупном ядре может быть достаточно для её разогрева. Но это всё лишь теория, которая никак не подтверждена. Наоборот, никакой активности на поверхности в виде криогейзеров зонд «Новые Горизонты» не обнаружил. Вероятно, мантия, да и весь Плутон, представляют собой просто замерзший кусок льда.
Конечно, где правда, покажут лишь дальнейшие исследования. Данных одного зонда, пролетевшего на расстоянии в 12500 км от поверхности, маловато для однозначных утверждений. Ведь даже большая часть поверхности Плутона до сих пор не сфотографирована, и что там находится, неизвестно.
Поэтому теория подлёдного океана из жидкой воды пока существует, не доказанная, но и не опровергнутая полностью.
Возможна ли жизнь на Плутоне в будущем?
Примерно через 7.6 миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта. Оно увеличится в 256 раз и станет красным гигантом. Его поверхность достигнет орбиты Земли. Оно станет излучать в 2700 раз больше света и сможет прогреть даже объекты пояса Койпера.
Когда это случится, обитаемая зона в Солнечной системе сильно расширится. Вполне возможно, что тогда и на Плутоне возникнут достаточно приемлемые условия для поддержания жизни. Они продлятся там десятки миллионов лет.
Конечно, вряд ли на Плутоне жизнь возникнет самостоятельно – на Земле, в гораздо более благоприятных условиях, на это ушли миллиарды лет. Но если занести туда формы жизни извне, например, с Земли, то некоторые из них, возможно, смогут приспособиться к новым условиям.