Крижані супутники Юпітера і Сатурна, швидше за все мертві

Ось вже більше двох десятиліть вчених турбує питання, чи може існувати позаземна життя глибоко під кіркою льоду, що покриває кілька супутників у зовнішній Сонячній системі.
??Європа, супутник Юпітера, можливо, приховує під льодом величезний океан. Але якщо там немає геологічної активності, то він, швидше за все, мертвий.
Космічні місії “Галілео” і “Кассіні”, які досліджували Юпітер, Сатурн і їх супутники, встановили, що окремі з них, найімовірніше, приховують океани. Гравітація планет-гігантів, навколо яких вони обертаються, зумовлює тертя в їх надрах, якого повинно бути достатньо, щоб розплавити лід і утворити гігантські резервуари води. А дослідники морських глибин на Землі виявили динамічні співтовариства мікроорганізмів, які живуть в умовах повної темряви глибоко під водою навколо гідротермальних джерел. Якщо поєднати ці два фактори, можна уявити можливість існування колоній позаземних організмів в глибинах океанів Європи або Енцелада. Але, на жаль, нове дослідження кидає тінь на таку можливість. Математичні розрахунки показують, що ці перспективні цілі для пошуку позаземного життя у зовнішній Сонячній системі можуть бути мертві не тільки біологічно, але й геологічно.
“Ми спробували уявити, що б ви побачили, якби змогли проплисти на субмарині над дном супутника Юпітера Європи”, — розповів в інтерв’ю виданню Space.com головний автор дослідження Поль Бірн, планетарний геолог з Університету штату Північна Кароліна. Розмова відбулася минулого місяця під час щорічної конференції Американського геофізичного товариства у Вашингтоні.
Астробиологи сподівалися, що на дні Європи б’ють гарячі мінеральні джерела, які будуть постачати для організмів-хемотрофов енергію і поживні речовини так само, як це відбувається довкола “чорних курців” на Землі. Насичений потік необхідних для їх життя мінералів виникає, коли гаряча порода контактує з морською водою. Якщо подібні явища існують на далеких супутниках Юпітера і Сатурна, то ймовірність виникнення там життя значно зростає.
“Спочатку я сподівався, що ми охарактеризуємо, як повинні виглядати ланцюга вулканів або рифтовые зони на їх дні, але потім до нас дійшло: “Стривайте, найімовірніше, їх там взагалі немає””, — сказав Бірн.
На такий невтішний висновок вчених наштовхнув аналіз породи супутників Юпітера і Сатурна, а саме розрахунок, скільки треба сили, щоб її розламувати таким чином, як це відбувається на Землі. Так, зокрема, утворюються нормальні скиди, коли порода розколюється навпіл, і коли вона сплющується (що вимагає набагато більше зусиль). Чим міцніше порода, тим менше геологічної активності відбувається в її надрах — і, як наслідок, менше контакту з водою, в результаті чого утворюються необхідні для життя бактерій речовини.
Бірн і його колеги досліджували чотири потенційних океанічних світу: супутники Юпітера Європу і Ганімед і Сатурна — Енцелад і Титан. Для кожного з них вони розрахували міцність породи. І хоча багато даних про них поки відсутні, розрахунок міцності породи, який часто проводять на Землі під час гірничих робіт, виявився цілком досяжним завданням.
Ці розрахунки грунтуються на товщині холодного і твердого верхнього шару породи, що лежить на теплому і більш м’якому нижньому, який не може ламатися. Проста аналогія дозволяє собі уявити: “Візьміть шоколадний батончик “Мілки Вей” та “Марс”. Де шоколад стосується карамелі, це нагадує взаємодія цих двох шарів. Ця глибина нагадує товщу ламкого та твердого шару”, — пояснює. Що шар товщі, то важче його розламати.
Далі команда додала ряд інших змінних, зокрема гравітацію супутника і глибину і масу води і льоду на його кам’янистій серцевині. Навіть коли вони включили діапазон можливих значень для поки невідомих даних, кінцеві розрахунки лежали в однаковому загальному діапазоні для кожного супутника.
Бірн повідомив на конференції: як свідчать попередні дані його команди, порода повинна бути настільки міцна, що не залишає ніякої достатньої сили, щоб регулярно її розламувати. Причина цього — перш за все в масі льодовикового покриву і води, які на неї тиснуть.
Рівень міцності породи виявився різним для кожного супутника. Але результати багато не обіцяють щодо існування умов для позаземного життя. “Для Європи, — розповів Бірн, — схоже на те, потрібні дуже великі сили, щоб утворилися хоча б якийсь зрушення. Для Титану і Ганімеда цифри трохи краще, але все-таки недостатні, щоб там могла бути якась суттєва геологічна активність”.
Тільки для Енцелада картина здається дещо більш оптимістично, адже супутник набагато менше, ніж інші три, значить маса льоду тисне на його поверхню, також менше. Крім того, порода Енцелада є більш пористою. А коли пори вирівнюються, це створює умови для необхідної для існування життя циркуляції води. Крім того, на відміну від інших супутників, є неспростовні докази, що вода і порода взаємодіють на Енцеладі, про що свідчать гейзери, які б’ють з поверхні високо в космос. “Це переконливий доказ, — стверджує Бірн. — Важко пояснити, що в основі цього явища може бути якийсь інший механізм”.
Якщо порода кожного крижаного супутника надто міцна, щоб регулярно ламатися, дуже важко уявити, що там щось може відбуватися. Основними чинниками, що формують дно Світового океану на Землі, є вимивання ґрунту з континентів і тіла морських істот, спускаються на дно і розкладаються. Неправдоподібно, що ці фактори є на крижаних супутниках Юпітера і Сатурна. Космічні зонди також не побачили жодного ударного кратера від зіткнення з космічними об’єктами, які могли б бути досить потужним, щоб залишити сліди на океанічному дні. З їх розрахунків слід, що порода повинна бути дуже міцною, щоб супутники могли стискатися, як Меркурій, або мати вулканічні ланцюга і рифтовые зони.
Тобто якщо ви зможете поплавати в цих океанах на субмарині, прогулянка, схоже, не буде дуже цікавою. “Перелік речей, які ми хотіли б там побачити, перетворився на перелік того, чого там не повинно бути, — додає Бірн. — Ці супутники нагадують більярдні кулі: вони дуже тверді і гладкі, щоб там могла бути якась геологічна активність”.
Вчений, однак, зазначив, що висновки його команди не є остаточними і поки чекають на відповідь від інших вчених. Врешті-решт, можуть пройти десятиліття, перш ніж з’являться вже незаперечні експериментальні дані. Крапки над ” і ” зможуть поставити лише дані сейсмометров, встановлених безпосередньо на їх поверхні. Надійні сейсмічні дані з іншої планети, вперше в історії з’явилися лише в цьому році завдяки посадкового зонду InSight на Марсі.
Бірн ставиться по-філософськи до того, наскільки результати його команди можуть підірвати віру людей у можливість позаземного життя в океанах зовнішньої Сонячної системи. “Якщо ми помиляємося, то ми це приймемо і будемо тільки раді. Зрештою, так працює наука”, — сказав він. Хоча і зізнався, що результати його засмутили: “Було б чудово, якщо б ми встановили там щось цікаве, адже ці світи є неймовірними і, можливо, там дійсно існує життя. Але якщо ми праві, то, мабуть, варто переглянути їх як перспективні цілі для майбутніх космічних місій”.