Данные, которые были получены станцией Cassini, согласно предположениям американских ученых, могут свидетельствовать о том, что в недрах спутника Сатурна – Энделада – существуют благоприятные условия для зарождения жизни. На сегодняшний день данный спутник считается одним из наиболее необычных небесных объектов в Солнечной системе. Ученые начали активно исследовать его лишь в 2004 году, именно в то время станция Cassini вышла на орбиту Сатурна. Энцелад с тех пор не прекращает удивлять ученых. Вполне вероятно, что именно его, а вовсе не Марс, следует считать основным кандидатом на наличие внеземной жизни.
Энцелад является шестым по размеру спутником газового гиганта. Его радиус превышает 250 километров, что примерно в 25 раз больше радиуса нашей планеты. А масса в 200 тысяч раз больше Земли. Он обращается вокруг планеты по вытянутой орбите за 32,9 часов, максимальное расстояние от Сатурна составляет 240 тысяч километров, минимальное – достигает 180 тысяч (примерно в два раза меньше, чем между Землей и Луной). Спутник всегда повернут к Сатурну одной стороной, то есть, находится в приливном захвате с планетой-гигантом.
В ходе исследований ученые обнаружили немало интересного. Как было установлено, водяные струи, которые выходят из недр спутника, содержат около 0,8 процента углекислого газа и приблизительно 1,4 процента молекулярного водорода. Помимо этого, в изучаемом образце были обнаружены также 96-99 частей воды, 0,4-1,3 части аммиака и 0,1-0,3 части метана.
Ранее исследователи предполагали, что водяные выбросы Энцелада одержат молекулярный водород, но смогли убедиться в этом только после проведения анализа. Все необходимые образцы были взяты в октябре 2015 года научным инструментом INMS станции Cassini в период одного из наиболее близких пролетов от спутника (на расстоянии порядка 49 километров от южного полюса).
Высокая концентрация молекулярного водорода может свидетельствовать о том, что в недрах Энцелада нарушено термодинамическое равновесие. Самым правдоподобным объяснением, по словам ученых, является наличие гидротермальных источников в подповерхностном океане спутника. В непосредственной близости от них происходят реакции взаимодействия воды и горячих пород, вследствие чего происходит выделение водорода и углекислого газа, а именно эти соединения удалось выявить при помощи Cassini.
Молекулярный водород и углекислый газ имеют очень большое значение для метаногенеза, то есть, процесса биосинтеза микроорганизмами метана. На нашей планете такие процессы поддерживаются экосистемами примитивных микробов – анаэробных архей, которые получают энергию без света и кислорода. Оибают они в океанских глубинах, кишечнике жвачных животных и в болотах. Примерно четверть всего метана на нашей планете является результатом деятельности организмов подобного рода. Все данные, которые в настоящее время имеются у ученых об Энцеладе, свидетельствуют о том, что в недрах его имеются условия, которые пригодны для жизни метаногенов-экстремофилов.
Как сообщают представители НАСА, для того, чтобы возникла и существовала жизнь земного типа, необходимо наличие трех основных компонентов: источника энергии для обмена веществ, жидкой воды и определенных химических элементов, в частности, водорода, углерода, кислорода, азота, серы и фосфора. После экспедиции Cassini было достоверно установлено, что в недрах спутника содержатся все эти элементы, за исключением серы и фосфора – эти компоненты станция не обнаружила, но несмотря на это, ученые не сомневаются в том, что они имеются внутри Энцелада, потому как его каменное ядро по своему химическому составу должно напоминать метеориты.
Спутник газового гиганта обладает наиболее высокими из всех известных небесных тел, существующих в пределах Солнечной системы, альбедо – около 80 процентов солнечного света отражается от его поверхности. Вследствие этого средние температурные показатели на Энцеладе не превышают минус 200 градусов Цельсия. Иными словами, это одна из наиболее холодных лун Сатурна.
На южном полюсе данного объекта до широты 60 градусов, имеются четыре разлома поверхности, так называемые «тигровые полосы». Они достигают в длину 150 километров, глубина их составляет 0,5 километра, а ширина – 2 километра. Ученые оценивают возраст льда в них примерно в тысячу лет, а возраст самих разломов, как отмечают специалисты, достигает полумиллиона лет. Внутри разломов температура поднимается до минус 90 градусов. Из «полос» бьют сильные гейзеры – поток водяного льда поднимается на высоту порядка 250 километров. Именно из них и были взяты образцы для исследования.
На юге поверхность спутника моложе, чем на севере. Исследователи объяснили это тектонической активностью Энцелада, которая обусловлена в основном приливным разогревом Сатурном его недр и, вполне возможно, либрацией. По мнению ученых, под водяной мантией спутника находится силикатное ядро с радиусом примерно 180-185 километров, которое разогрето до температуры более 700 градусов по Цельсию. Толщину льда, под которым скрыт водяной океан, установить точно не удалось. Кроме того, неизвестно, насколько этот океан большой, и ограничен ли он только областью южного полюса. Согласно данным моделирования, этот океан глобален.
Ученые предполагают, что толщина ледяной коры в среднем составляет 18-22 километра, возле южного полюса она уменьшается до пяти километров. Согласно версии специалистов, в глубине разломов имеются незакрытые щели, по которым соленая вода из океана поступает наружу. Плотность этой воды не превышает 1030 килограммов на метр кубический. Как показывают гравиметрические измерения станции, площадь поверхности подповерхностного океана Энцелада можно сопоставить с озером Верхнее (его площадь достигает 80 тысяч квадратных километров), а его глубина составляет около 40 километров.
В настоящее время исследователи лишены возможности заглянуть внутрь спутника, но в то же время они могут составить модель условий, которые характерны для его недр. Океанская вода этого небесного тела содержит примерно такое же количество поваренной соли, как и земной океан. Помимо этого, океан содержит много соды, для него характерным является высокий показатель щелочности, рН его равен 12. Высокая концентрация соды и щелочность могут свидетельствовать о том, что в океанских глубинах происходят реакции серпентизации.
Океан спутника газового гиганта напоминает земное озеро Моно, которое находится в Калифорнии. Этот водоем содержит много соды и соли, в нем совершенно нет рыбы. Но в то же время, там обитают необычные организмы, в частности, бактерии, устойчивые к смертельным концентрациям мышьяка.
Исследователи ранее предпринимали попытки объяснить наличие в окрестностях Сатурна кремниевой соли. Планетологи провели анализ размеров и химического состава частиц, которые были собраны станцией в ходе очередного сближения со спутником. Радиус их строго фиксирован и составляет два-восемь нанометров. Таким образом, эти частицы не могли сформироваться вследствие столкновений астероидов с поверхностью спутника или на орбите Сатурна.
Ученые выдвинули гипотезу о том, что кремниевый песок появился в результате термальной активности в океане спутника. Этот водоем должен содержать термальные источники, которые нагревают воду до плюс 90 градусов. При наличии таких условий и происходит образование частиц кремниевой пыли необходимого размера.
Практически все полученные до этого момента результаты исследований указывают на то, что в недрах спутника возможно наличие пригодных для жизни условий. В то же время, существует немало вопросов. Так, в частности, ученые не совсем понимают механизм поддержания тепла в недрах Энцелада. Специалисты оценивают возраст спутника в миллиарды лет, но в то же время, существуют исследования, которые говорят о том, что Энцеладу, точно так же, как и Дионе, еще одному спутнику Сатурна, всего несколько сотен миллионов лет. В качестве аргумента называют слишком жесткое ядро, при наличии которого спутники должны были удалиться от планеты на большие расстояния за миллиарды лет. Если эта гипотеза подтвердится, значит, система газового гиганта в настоящее время находится в процессе формирования, таким образом, жизнь на Энцеладе могла бы не возникнуть еще.
В том случае, если в недрах спутника все же имеется жизнь, тогда ученые имеют дело с уникальным для Солнечной системы образцом панспермии, когда содержащая микробы материя распространяется по кольцу Е до самого Сатурна.
Спутник действительно находится в центре кольца Е газового гиганта. В ширину кольцо достигает 300 тысяч километров, его внутренний край удален от Сатурна на расстояние 180 тысяч километров. Ученым известно, что потоки самых крупных 36 гейзеров вместе с более слабыми, расположенными на южном полюсе спутника, образуют щупальца, наполняющие кольцо Е материей. Принято считать, что со временем их частицы перемещаются в атмосферу Сатурна. Таким образом обеспечивается транспортировка воды со спутника на планету.
На Сатурне это способствует формированию огромного водяного облака и Большого белого пятна, протяжность которого составляет больше десяти тысяч километров – это ураганы, которые можно наблюдать в обоих полушариях планеты примерно раз в шесть десятков лет. По мнению ученых, существует и обратная связь: на гейзеры оказывает влияние и приливное притяжение планеты, которое изменяет ширину трещин, из которых извергается вода.
Как отмечают планетологи, в их распоряжении имеется весьма ограниченный набор инструментов для поиска жизни на спутнике. Миссия станции Cassini продлится до середины сентября 2017 года. Станция будет затоплена в атмосфере газового гиганта. За счет такого способа уничтожения аппарата можно предотвратить вероятное биологическое загрязнение земными материалами спутников Титана (где также возможно наличие примитивной жизни) и Энцелада. Без этой станции у ученых больше нечем исследовать спутник Сатурна.
В обозримом будущем планетологи не намерены совершать миссии на Сатурн. Гораздо больше повезло спутникам Юпитера Ганимеду и Европе, у которых также имеются подповерхностные океаны. К ним летать намного быстрее и дешевле. Американский конгресс официально анонсировал начало работ по миссии к спутнику Европа. В своем сегодняшнем варианте проект предполагает несколько пролетов автоматической станции над спутником, а также спуск зонда на поверхность. В общей сложности бюджет миссии оценен в три миллиарда долларов, что превышает годовой бюджет «Роскосмоса». Европейский Союз также намерен провести полеты к ледяным спутникам Юпитера.
В том случае, если ученым удастся обнаружить внеземные организмы, это даст им возможность понять, откуда произошла жизнь. Если инопланетные организмы будут похожи на земные, значит – они имеют общее происхождение. Если же они окажутся разными, значит жизнь во Вселенной появилась из разных источников. Представители НАСА пообещали отыскать следы внеземной жизни до 2025 года. Агентство считает это одной из приоритетных задач наряду с отправкой человека на Марс и Луну.
Источник: http://tainy.net/