Сколько жидкости надо для жизни где-нибудь гораздо в Солнечной системе?

    Наибольший и глубочайший водоем из любых заведомых нам ни разу и не лицезрел мореплавателей. У него нет островов и берегов, ветер и не вздымает на нем волны, по воде и не бегают солнечные отблески. Этот черный океан и не отыщешь ни на одной карте Почвы — он наиболее чем в 500 миллионах километрах от нас, на Европе, одной из 69 заведомых спутников Юпитера. Заданные галлактического аппарата Galileo, который облетел Европу 11 раз с 1995 по 2003 год, продемонстрировали, что под ледяной поверхностью данной гладкой луны покоится обширный соленый океан. Глубина его обязана быть 100 км — в восемь раз поглубже Тихого океана на наибольшей глубине. В нем в два-три раза все больше жидкости, чем во любых морях и океанах Почвы.

    Мы знаем, что Вселенная полна жидких лун и планет. Однако как только нам познать, умеют ли они поддерживать жизнь?

    Европа и не единственная в собственном роде. По последней мере гораздо две луны Юпитера — Ганимед и Каллисто — скрывают океаны под поверхностью. Титан и Мимас, спутник Юпитера, возможно, тоже. И нет колебаний в фолиант, что иная луна Сатурна, Энцелад, скрывает влагу под собственной промерзлой коркой. Умопомрачительные и неоспоримые подтверждения глубочайших пучин Энцелада возникли в 2005 году, когда зонд «Кассини» запечатлел гейзеры, извергающие лед и влагу на сотки км в космос. «Кассини» даже пропархал сквозь гейзеры в октябре 2015 года, проплыв в 50 километрах от поверхности луны, дабы взять эталоны них содержимого.

    Сообщить, что обилие водянистой жидкости во наружной Солнечной системе целиком перевернуло мнения ученых, — ничего и не сообщить. Перед началом откровений «Кассини», Galileo и остальных зондов массовое воззрение существовало этаким: спутники Юпитера и Сатурна будут похожи на спутники Марса — твердые, утыканные кратерами бесплодные валуны, неспособные приютить жизнь.

    «Никто и не ждал, что там будут подповерхностные океаны», разговаривает Сет Шостак, астролог SETI Institute из Маунтин-Вью, Калифорния. «Наше представление о обитаемых мирах расширилось, и сейчас мы ожидаем, что можем определить жизнь там, где и не задумывались находить ее до этого. Мы все время подразумевали, что жизнь обязана быть на планетке. Однако сейчас я знаю семь мест в нашей Солнечной системе, где все есть факторы находить жизнь — либо хотя бы условия для нее. И большая часть из их — спутники».

    С этаким разнообразем жидкости у нас под боком, можно с уверенностью утверждать, что бессчетное огромное количество планет у остальных кинозвезд а также обязаны быть с океанами, и не говоря уже о них спутниках. Астрологи уже за ранее обусловили несколько «водных миров» за пределами нашей Галлактики — планет вообщем без суши.

    «Это поразительно», разговаривает Кристофер Глейн, ученый миссии «Кассини» из Юго-Западного колледжа в Сан-Антонио, штат Техас. «Это как только изобрести новейшую область океанографии».

    Вобщем, существование инопланетных океанов и не обязано быть этаким уж сюрпризом. Водород составляет перед началом 74% стандартной материи во Вселенной; кислород — третий по распространенности элемент. Объедините них — получите влагу, H2O. Астрологи следили следы водяных льдов в кратерах на Луне и даже на Меркурии — ближайшей к Солнцу планетке. Ее не мало в межзвездных облаках и в пыльных дисках зарождающихся планетарных систем; даже в атмосферах энных циклопических экзопланет уже отыскали влагу.

    «Исследование экзопланет оказалось взрывным», разговаривает Бонни Мейнке, ученый NASA, действующий с галлактическим телескопом Джеймса Уэбба, который отправится в космос в будущем году. «За крайние 20 лет мы от пары экзопланет перебежали к тыщам. И сейчас мы знаем, что у каждой суперзвезды в ночном небе существуют как только минимум одна планетка. Думаю, можно допустить, что у большинства этих планет существуют в каком-то смысле и вода».

    А уж там, где существуют вода, возможно и жизнь. «Ищи воду» — старая теорема астробиологов. Что выполняет влагу столько неподменной? Хим реакции, кои питают движки жизни, просят жидкость для растворения и переноса молекул по всей клеточке. Вода является одним из топовых заведомых растворителей; она останется водянистой при заглавном спектре температур, чем хоть какое альтернативное вещество. Полностью может быть, что иная жидкость будет делать участие жидкости в внеземной биохимии — метановые озера, к примеру, кои мы отыскали на Титане. Однако пока что никаких исключений из руководила «жизни востребована вода» мы и не обнаруживали.

    Выходит, планетки, целиком покрытые сиим важным раствором, обязаны быть безупречным пристанищем для жизни? Свежие исследования накрывают этакие ожидания медным тазом: жидкости на этаких планетках возможно очень не мало для жизни, дабы она возникла либо начала процветать, получив шанс. «Больше и не означает лучше», разговаривает Стивен Деш, астрофизик Аризонского вуза. Деш и его коллеги провели компьютерное моделирование экзотичных геофизических и атмосферных сред,

    Эдак разве планетки, целиком покрытые сиим значимым раствором, и не предстанут безупречным убежищем для жизни? Некие недавнешние научные исследования кидают циклопическое мокрое одеяло на этакие ожидания: у почти всех миров вправду возможно очень не мало жидкости для жизни, дабы появляться — либо процветать, если б это же началось. «Больше и не неукоснительно лучше», — разговаривает Стивен Деш, астрофизик из Вуза штата Аризона. Деш и его коллеги проводили компьютерное моделирование экзотичных геофизических и атмосферных сред, кои умеют быть обнаружены на остальных мирах. Них миссию — создать нечто вроде полевого гида для грядущих охотников за экзопланетами. Деш именует его «периодической таблицей планеты». Внутри нее будут типы миров, кои скорее всего будут содержать товары жизнеобеспечения в атмосфере — кислород либо метан, например. Что наиболее немаловажно, эти газы обязаны находиться в довольно большенных количествах, дабы них могли засечь телескопы грядущих десятилетий. «Мы обязаны ставить научные исследования этаких планет в ценность, так как на их умеют быть фаворитные индикаторы жизни».

    Водяные миры, как оказывается, умеют быть топовым пространством для поиска жизни. Команда Деша сделала компьютерную фотомодель, напоминающую Планету земля почти во всех отношениях: размеры не очень прохладное не очень горячее расстояние от размеренной суперзвезды типа Солнца. Потом они заполнили этот мир водой, в пять-семь раз все больше, чем на Планете земля, дабы утопить все ее материки. Утопив собственный виртуальный мир, они убрали важный процесс, поддерживающий жизнь, который мы, земляне, вообщем позабыли: выветривание оголенных пород.

    В отсутствие дождика либо текущей жидкости, размывающих породу, моря во всем мире, сделанном командой Деша, содержали сильно мало фосфора, неподменного элемента для жизни. Морская вода сама по самому себе недостаточно кислотна, дабы растворять фосфор эдак отлично, как только пресная. «Фосфор позарез важен», полагает Тесса Фишер, микробный эколог Аризонского вуза. «В дополнение к РНК и ДНК, он а также образовывает АТФ, переносящую энергию молекулу для всей знаменитой нам биохимии. Земная биохимия, как нам понятно, и не может работать в отсутствие фосфора».

    Деш и Фишер подчеркивают, что них фотомодель и не исключает способности существования жизни в водяном мире. Моря на этаких планетках наверное будут содержать определенное количество фосфора, однако недостаточно, дабы поддерживать жизнь в большенных масштабах и оставлять приметный отпечаток в атмосфере. «Там и не будет атмосферы, на 30% состоящей из кислорода, как только на Земле», разговаривает Фишер. «Возможно, планетка, целиком покрытая океаном, будет обитаема. Ординарно жизнь там будет так разрозненная, что мы ее даже и не сможем найти с Земли».

    Возможно, есть и миры с этаким количеством жидкости, что жизнь будет ординарно невозможна. По оценкам ученых, планетка размером с Планету земля с 10% ее массы в образе жидкости будет полностью мертвенной. Такова планетка имела бы эквивалент 400 земных океанов; большущее давление на деньке его моря сделало бы экзотичные плотные формы льда, узнаваемые как только лед-шесть и лед-семь. «Вода с породой вообщем и не вела взаимодействие бы, ничего бы у жизни и не получилось», разговаривает Деш.

    И какими бы необычными этакие условия ни казались, эти миры умеют быть наиболее всераспространены, чем жесткие планетки по типу Почвы. Вода и валун, пожалуй, идиентично всераспространены в планетарных системах по всему космосу. В нашей своей Солнечной системе кометы, некие луны и замерзшие обитатели пояса Койпера, как только считают, содержат однообразное количества льда и валуна. «Внешние планетки на 50% изо льда», разговаривает Деш. «Это оптимально. Ненормально только то, как сухая Земля».

    С нашей точки зрения Планета земля кажется квинтэссенцией планетки с океаном — «бледная темно-голубая точка», покрытая морями. Однако все эти океаны растекаются тончайшей пленкой по поверхности планетки. По толпе Планета земля только на 0,025% состоит из жидкости. При имеющихся разработках астрологи и не сумели бы сообщить, будет ли у экзопланеты вроде Почвы вообщем какая-нибудь вода. Астрологи задействуют две главные техники для распознавания состава экзопланет. Во-первых, они делают оценок объем планетки, следя, сколько света она перекрывает, проходя перед собственной кинозвездой. Потом они определяют колебания суперзвезды, кои вызывает планетка на ее орбите, что предлагает нам толпу планетки. Зонирование массы планетки на ее размер предлагает герметичность, а уж герметичность дозволяет астрологам приблизительно прикинь процентное содержание газа, жесткого вещества и жидкости на планетке.

    «Подумайте об фолиант, как плоский наш океан. Он ничуть и не конфигурирует радиуса Земли». Ныне астрологи умеют сообщить, что у экзопланеты существуют океаны, лишь ежели на влагу будет приходиться порядка 10% ее массы. А уж это же равно 400 земным океанам, неограниченное количество жидкости, сокрушающее все живое. Получается, единственные водные миры, кои мы можем найти, используя имеющиеся технологии, будут неприменимы для жизни. «Таково местоположение дел на текущий момент», разговаривает Деш. «Мы имеем вероятность находить влагу и даже лицезреем, когда жидкости 10% от массы планетки, однако это же очень не мало воды».

    Семь этаких миров крутятся на орбите Trappist-1, суперзвезды в 49 световых годах от нас, нареченной в честь бельгийского пива. Они все размером с Планету земля, а уж три даже присутствуют в границах потенциально обитаемой зоны суперзвезды, на расстоянии, где может быть существование жидкости в водянистом состоянии. Ныне это же самые что ни на существуют волнительные нас «возможные земли», но они умеют быть очень мокрыми либо засыпанными льдом, дабы на их гнездилась жизнь.

    Попытка обусловить состав дальней планетки по нескольким пикселям света, попавшим в телескоп, как только минимум и не будет четкой. Беря во внимание эти ограничения, Деш и его коллеги оценили, что наружные планетки Trappist-1 состоят на 50% изо льда; внутридомовые планетки состоят на 10% изо льда и водянистой жидкости. «Этого наиболее чем довольно, дабы окутать континенты», разговаривает Деш. «Вы получите сотки либо даже километры сдавленного льда на деньке океанов. Это же мертвая планета».

    Что все-таки надо для идентификации «живой» планетки, с земной консистенцией материков и морей, и не очень увлажненной, и не очень сухой? Беря во внимание спектр потенциальных миров, этаких как только наш обязано быть не мало. Однако как только них находить? Галлактический телескоп Джеймса Уэбба станет владыкой астрономии, как приступит к собственной 10-летней миссии в 2020 году; он сумеет рассматривать атмосферы циклопических экзопланет типа Нептуна и, может быть, даже отыщет несколько «суперземель» — планет в 2-10 раз все больше Почвы по толпе. Но он будет очень близорук, дабы узреть атмосферы планет, и не говоря уж о океанах.

    «Очень мудрено глядеть на что-то так малюсенькое — размером с Планету земля, проходящую перед кинозвездой — и созидать слабенький сияние атмосферы», разговаривает Мейнке. «Есть замыслы на грядущие телескопы, кои будут в состоянии это же выполнять, и я думаю, что гораздо увижу это же на собственном веку. Однако Уэбб и не сумеет подтвердить наличие жидкости на планетке земного типа».

    Телескопы, могущие визуализировать океаны и наземные массы иного мира, возможно, отстоят от нас на пару десятилетий. И даже тогда-то разрешение, возможно, будет ограничено пикселем либо двумя для всей планетки. Ах так может высмотреть одно из самых знаменательных открытий в истории науки — наш первый прямой взор на мир, схожий нашему своему: цвет единого пикселя будет временами сменяться с индигового на карий, как будто в пируэтах, попеременно являя почвы и моря нашим очам.

    Пока что сей день и не настал, мы можем определить признаки существования жизни в энных экзоокеанах еще поближе к особняку. И поближе любых к нам этакий океан на Энцеладе, плюс у него все есть условия, нужные для жизни. Когда зонд «Кассини», двигаясь на скорости практически 30 тыщ км в час, нырнул через гейзер «Энцелада» в октябре 2015 года, его инструменты зарегистрировали водород, углекислый газ и метан, а уж означает, на этом спутнике находится глубоководная гидротермальная активность, как только на Планете земля. «Мы практически попытались на вкус океан Энцелада, пропархав сквозь шлейф гейзера», разговаривает Глейн.

    Наличие водорода, а именно, существовало признаком тамошнего, что хим реакции меж жаркими породами и соленой водой на деньке моря Энцелада разбивают влагу на водород и кислород. Тело размером с Энцелад привычно и не обязано владеть осязаемым содержанием водорода вообщем, так как этот элемент максимально несложный и с маленького туловища был должен улететь в космос давным-давно. Потому водород Энцелада обязан каким-то образом всегда пополняться, скорее всего в ходе реакций жидкости и жарких пород. Как мы обнаружим водород, мы сможем заключить, что электрохимическая энергия находится и ее не мало, и это же тамошняя же энергия, которую организмы в глубинах Почвы задействуют для проживания и пропитания.

    Метаногены — тип старинных микробов, который находят всюду у гидротермальных жерл на Планете земля — объединяют водород с диоксидом углерода, и в ходе данной реакции высвобождается энергия и метан как только побочный товар. Ординарные организмы вроде этаких населяли первые океаны Почвы. Даже ныне, спустя млрд лет опосля собственного возникновения, метаногены живут независимо от солнечного света и занимают свое пространство в необычной пищевой цепочке, которая поддерживает экосистему трубчатых глистов и циклопических моллюсков.

    Может ли какая-нибудь форма жизни, наиболее непростая, чем микробы, появиться на Энцеладе, Европе либо в беспечных глубинах какого-либо иного лунного моря? «В этих подповерхностных океанах возможно жизнь, однако родники энергии для поддержания жизни еще наиболее сложноватых организмов, которым надо все больше еды, возможно окажутся недоступны», разговаривает Шостак. «Нельзя сообщить, что сего никак не могло произойти — спутники были там 4,5 млрд лет, потому многоклеточные штучки там умеют быть, однако какие-нибудь тунцы — вряд ли».

    Один-единственный метод ответить на этот вопросец — посетить эти миры. NASA уже одобрила цель Europa Clipper, которая начнется в 2024 году и достигнет Юпитера к 2030 году. Галлактический аппарат обогнет Европу 45 раз, подойдет к ее ледяной поверхности на 30 км. Грядущие миссии, кои на деле усядутся на Европу, Энцелад либо Титан, уже будут находить сложноватые аминокислоты и альтернативные биомолекулы, производимые лишь живыми созданиями.

    Имея лишь один пример — наш свой мир — нереально сообщить, является ли жизнь совсем обычным либо же неописуемо космически редко встречающимся явлением. «Обычно считают, что так как ископаемые либо хим подтверждения жизни уходят эдак далековато в прошедшее, жизнь возникла достаточно быстро», разговаривает Глейн. «А люди полагают, что ежели резво, означает легко».

    Не сложно, тяжело либо кое-где в центре — непринципиально. Сейчас мы определенно знаем одно: ежели жизнь нуждается в воде, жидкости во Вселенной много. Эта часть уравнения для поиска жизни уже решена совсем и окончательно.