На днях ученые сообщили, что на Европе, спутнике Юпитера, есть водяные гейзеры, бьющие из-под поверхности в районе южного полюса. Раз так, на Европе велики шансы найти жизнь - ведь под ледяной поверхностью спутника скрываются огромные водные океаны, а благодаря гейзерам до них будет гораздо легче добраться. Но Европа - не единственное место в Солнечной системе, где ученые надеются найти жизнь. Я расскажу про некоторые из них.
Европа - спутник Юпитера. Поверхность Европы покрыта льдом, а подо льдом, как выясняется, скрываются огромные водные океаны. Несмотря на то, что радиус Европы в 4 раза меньше земного, жидкой воды здесь может быть в два раза больше, чем на нашей планете. Глубина океанов на Европе может достигать 100 километров, в то время как самое глубокое место на Земле - Марианская впадина, и ее глубина “всего лишь” 11 километров.
Новость про гейзеры делает этот спутник привлекательным местом для изучения и для поисков жизни. Ведь там, где есть жидкая вода, вполне может быть и жизнь! По крайней мере, именно в таких местах ее стоит искать в первую очередь. И гейзеры могут в этом сильно помочь - ведь можно взять пробы воды, даже не садясь на поверхность спутника, а просто пролетев сквозь струи вещества, вырывающиеся из гейзеров.
Поверхность Энцелада, спутника Сатурна, тоже скована льдом. Интересно, что в некоторых областях на его поверхности довольно много метеоритных кратеров, а в других местах их почти нет. Это не значит, что метеориты падали на Энцелад неравномерно - просто те области, где кратеров мало, гораздо моложе; на поверхности спутника происходят процессы, которые постоянно меняют его внешний вид. Оказывается, в районе южного полюса Энцелада из-под поверхности вырываются мощные струи водяного пара. Высота их достигает нескольких сотен километров! Вода очень быстро замерзает - получается снег, часть которого улетает в космическое пространство, а часть оседает на поверхность спутника. Сейчас считается, что под ледяной коркой на Энцеладе находятся водные океаны.
Из-за того, что орбита спутника немного вытянута и он оказывается то чуть ближе к Сатурну, то чуть дальше от него, спутник постоянно слегка меняет свою форму, и при этом разогревается. Если вы возьмете в руки кусочек пластилина и начнете его мять, то почувствуете, как он немного нагревается - примерно то же самое происходит и с Энцеладом. Именно поэтому, несмотря на то, что поверхность его скована льдом, на глубине могут быть водные океаны.
Куда лететь в поисках инопланетных живых существ? На Европе гейзеры действуют не постоянно, но зато она гораздо ближе к нам, чем Энцелад. А еще ближе - Марс. И ученые тоже очень надеются найти здесь жизнь. На первый взгляд, Марс - не слишком гостеприимная планета. Там почти нет атмосферы, нет магнитного поля - такого невидимого “зонтика”, который защищал бы планету от вредного космического излучения. Правда, на Марсе нашли воду, но на поверхности она находится в виде льда (что, конечно, не очень хорошо для жизни). Когда-то давным-давно на Марсе были огромные водные океаны, как и на Земле, и вполне может быть, что были очень подходящие условия для зарождения и развития жизни. Но постепенно магнитное поле становилось слабее, климат стал сильно меняться, и сейчас жидкой воды на поверхности Марса уже не найти (если она и появляется - то очень-очень быстро испаряется).
Но если когда-то на Марсе была жизнь, то она могла бы сохраниться в почве под поверхностью планеты. На глубине нескольких метров уже не будет чувствоваться влияние космического излучения, и, кроме того, там уже может быть и жидкая вода. На прошлой неделе ученые, работающие с марсоходом Curiosity сообщили, что кратер Gale, по которому робот сейчас ползает, в прошлом скорее всего был местом расположения пресноводного озера, и в этом озере были полноценные условия для жизни.Особенно интересно было бы заглянуть в марсианские пещеры. На поверхности Марса встречаются вертикальные провалы - на Земле есть похожие места, которые являются входами в пещеры, образованные при вымывании земных пород водой. В марсианских провалах пока что не побывал ни один аппарат, так что сейчас мы можем только гадать, что же находится внутри? Возможно, там действительно есть вода или даже жизнь.
Хотя ученые считают, что на других планетах и спутниках Солнечной системы тоже может быть жизнь, не стоит надеяться найти там настоящих марсиан, каких-нибудь существ, похожих на нас, на наших кошек, птиц, или рыб - всего того, что мы привыкли видеть вокруг себя. Скорее всего, для того чтобы разглядеть внеземную жизнь, нам придется заглянуть в микроскоп. Помимо достаточно сложной жизни (вроде нас с вами) на Земле обитают очень маленькие существа, которых, как правило, невозможно разглядеть невооруженным глазом. Некоторые такие микроорганизмы прекрасно себя чувствуют в условиях, которые для нас были бы просто невыносимы - например, при температуре выше 100 градусов, или, наоборот, в экстремально холодных местах. Ученые считают, что некоторые земные бактерии могли бы выжить и вне Земли - например, на том же Марсе, или в подледных океанах спутников. А если еще где-то в нашей Солнечной системе удастся обнаружить хотя бы простейшие микроорганизмы, это будет значить, что жизнь - не такая уж редкость в нашей Вселенной!
Учёные периодически просматривают старые данные, которые хранятся в архивах, чтобы попытаться разобрать их с помощью новых современных исследовательских методов. Не так давно сообщалось о том, что по данным аппарата “Галилео” удалось на спутник Ганимед. Теперь дошла очередь и до спутника Юпитера под названием Европа. Учёные в очередной раз пытаются понять, есть ли у него компоненты, способные поддерживать существование жизни. Новый анализ старых данных предоставляет независимые свидетельства того, что подповерхностные океан Европы может выбрасывать газовые струи выше ледяного покрова.
Данные, собранные космическим аппаратом “Галилео” в 1997 году были проанализированы с помощью новых и усовершенствованных компьютерных моделей, предназначенных для разгадки странного явления, которое является необъяснимым до сих пор. Речь идёт о странном, локализованном изгибе магнитного поля. Предыдущие изображения в ультрафиолетовом диапазоне, полученные телескопом “Хаббл” в 2012 году, указали на наличие газовых следов, но тогда это открытие было не точным. А этот новый анализ, основанный на старых данных, сумел практически определить источник этих газовых выбросов, точно подтвердив, что эти струи присутствуют. Результаты этих исследований опубликованы в издании Nature Astronomy.
Это исследование проводилось во главе с Сяньчжэ Цзя, астрофизиком в Мичиганском университете, который является ведущим автором статьи в журнале. Цзя также является разработчиком двух инструментов, которые будут установлены на борту будущей миссии Europa Clipper.
“Эти данные всегда были там, но нам требовалось более сложное моделирование, чтобы понять эти наблюдения”.
Команда Цзя была вдохновлена на эту работу ещё одним участником научной группы – Мелиссой Макгарт из Института SETI в Калифорнии. Мелисса также является участником группы Europa Clipper, она предоставила своим коллегам другие наблюдения за Европой от космического телескопа “Хаббл”.
“Одно из её сообщений стало для нам как будто ударом. Оказывается, “Галилео” фактически пролетел точно над тем местом, которое нас интересует. И до сих пор это был самый близкий пролёт из всех, которые когда-либо совершались. После этого мы поняли, что нам надо вернуться к анализу старых данных. Мы должны были точно понять, было ли что-нибудь в той информации относительно газовых струй”.
Во время сближения с Европой в 1997 году “Галилео” пролетел на 200 километров выше поверхности спутника Юпитера. В то время научная команда станции не подозревала, что аппарат мог задеть газовый выброс, прорвавшийся из ледяного спутника. Когда астрономы исследовали информацию, собранную во время сближения 21 год назад, данные высокого разрешения от магнитометра показали что-то странное. Опираясь на то, что учёные узнали из исследования газовых струй на спутнике Сатурна Энцеладе (что материал в этих струях становится ионизированным и оставляет характерную подпись в магнитном поле”) исследователи знали, что им надо искать. И вполне естественно, что они это нашли – локализованный изгиб в магнитном поле, которое раньше никак нельзя было объяснить.
“Галилео” нёс на борту мощный спектрометр плазменных волн PWS, который должен был измерить волны плазмы, вызванные присутствием заряженных частиц в газах вокруг атмосферы Европы. Команда Цзя подняла и эти старые данные, которые также поддержали теорию о газовых следах.
Иллюстрация художника, на которой показан Юпитер и Европа (на переднем плане) с космической станцией “Галилео” после сближения со спутником.
Европа – это спутник планеты Юпитер, который является одним из наиболее известных. Его покрывает лед, слой которого очень толстый, но именно под ним, скорее всего, находится океан. В результате возникает надежда на то, что именно там есть жизнь, пусть и примитивная. Кроме того, в пустотах ледяной коры есть многочисленные озера, как это есть и в Антарктиде.
Данные результаты удалось получить после того, как были проведены специальные исследования с использованием зонда Galileo. Этот зонд был запущен в далеком 1989 года, и с того времени ученые постоянно наблюдали за планетой Юпитер, а также окрестностями. Аппарат закончил работать в 2003 году, после чего жители Земли получили несколько десятков гигабайт ценной информации, а также больше, чем 14 тысяч снимков Юпитера и спутников. В настоящий момент полученные данные продолжают анализироваться.
Благодаря наблюдениям за спутником Европа удалось установить, что есть определенные геологические, а также орбитальные особенности. Их можно объяснить только благодаря тому, что есть океан скрытый плотным льдом. К тому же количество воды значительное, по сравнению со всеми океанами планеты Земля. Итак, Европа полностью покрыта водой, глубина которой достигает несколько сотен километров. Дело в том, что верхний слой, а именно 10-30 километров, превратились в ледяную корку.
Тем не менее, кора, скорее всего, похожа на дырявый сыр, в полостях которого находятся многочисленные озера, напоминающие скрытые озера Антарктиды. Данный вывод был сделан учеными, работающими под руководством профессора Дональда Бланкешипа. Ученые изучали фотографии, которые были получены и смогли проанализировать необычные структуры спутника. Эти структуры очень выделяются на общем фоне, являющимся гладким, ведь они сформированы округлыми. Таким образом, лед располагается хаотично. Ученые учитывали, что подобные образования есть и на нашей планете, но только в ледниках, которые покрывают потухшие вулканы.
Авторы решили, что на спутнике могут появляться такие структуры, потому что теплообмен между слоем льда и водой, которая находится под ним, является активным. Данный теплообмен может приводить к тому, что происходит обмен различных химических веществ, а также энергией между ледовой поверхностью и другими слоями Европы, а поэтому там, вероятнее всего, есть жизнь.
Предлагаем представить спутник Европу, который является большой ледяной корой, размещенной над океаном. Температура льда составляет -170C, но дно чуть-чуть теплее. Конечно, данная разница заметна только с точки зрения геологии. От скрытого океана могут подниматься «тепловые пузыри», но в тоже время они тратят собственную энергию на то, чтобы лед начал таять, в результате чего образуются пустоты.
Лед постепенно истончается, теряет стабильность. Лед деформируются из-за приливных сил, направляемых соседней большой планетой, начинает трескаться. Тонкие участки разрушаются, а вместо них появляются ледяные блоки большого размера. Через возникшие промежутки в глубину двигаются вещества, в которых содержится значительное количество солей. Постепенно эти вещества достигают озера, расположенного подо льдом. Впоследствии блоки вновь застывают, а на поверхности спутника возникают многочисленные хаотические нагромождения. «Пузырь тепла» теряет собственную энергию, а подледное озеро становится холодным и постепенно превращается в лед.
В действительности это только теория. Только специальная космическая миссия позволит подтвердить необычную структуру спутника Европы, которая включает подледные озера, огромный океан. Данный проект назвали Planetary Science Decadal Survey и он будет реализовываться в 2013-2022 годах.
МОСКВА, 26 сен - РИА Новости. Орбитальная обсерватория "Хаббл" получила уникальные фотографии того, как на поверхности Европы, спутника Юпитера, возникают и извергаются гейзеры, сообщили ученые на пресс-конференции в штаб-квартире НАСА.
"Мы нашли новые свидетельства того, что на Европе присутствуют гейзеры, выбросы которых попадают в космос. Наши новые и предыдущие данные наблюдений показывают, что под поверхностью этого спутника Юпитера существует подледный соленый океан, скрытый от нас под несколькими километрами льда. Открытие гейзеров говорит о том, что мы можем изучать его содержимое, наблюдая за их выбросами, и пытаться понять, присутствует ли в них жизнь", — заявил Уильям Спаркс (William Sparks) из Института космического телескопа в Балтиморе (США).
Как позже отметили в НАСА, отвечая на вопросы корреспондента РИА "Новости", зонд Juno, несмотря на наличие мощных инструментов и возможностей для наблюдения за этими гейзерами, не будет проводить их, так как НАСА опасается, что эта автоматическая станция может загрязнить выбросы гейзеров и создать ложное впечатление, что в них могут присутствовать органические молекулы, и, потенциально, микробы, которые на самом деле попали на орбиту Юпитера с Земли.
Мир льда и пламени
На Европе — одном из четырех крупнейших спутников Юпитера, открытых еще Галилеем, под многокилометровым слоем льда существует океан жидкой воды. Ученые считают океан Европы одним из вероятных прибежищ внеземной жизни. В последние годы астрономы выяснили, что этот океан обменивается газами и минералами со льдом на поверхности, а также подтвердили наличие в нем веществ, необходимых для существования микробов.
Как рассказал Спаркс, первые возможные следы существования гейзеров на Европе были найдены еще в 2012 году, когда американский астроном Лоренц Рос (Lorenz Roth) обнаружил на ультрафиолетовых фотографиях Европы, полученных при помощи "Хаббла", следы необычных "светлых пятен" в районе южного полюса планеты. Рос и его команда посчитали эти пятна извержениями гейзеров, поднимающихся на высоту в 200 километров от поверхности Европы.
Эти наблюдения привлекли внимание ученых из НАСА, и они провели в 2014 году несколько дополнительных сессий наблюдений за Европой, наблюдая за ней в тот момент, когда планета проходила по диску Юпитера, на фоне которого выбросы гейзеров должны были быть особенно заметны. Европа является одним из самых близких спутников к Юпитеру, благодаря чему она проходит по диску каждые 3,5 дня, что упростило наблюдения.
В общей сложности НАСА изучило десять подобных проходов Европы. Как отметил Спаркс, "Хабблу" удалось увидеть подобные следы в ультрафиолетовом диапазоне и оптические вспышки, потенциально связанные с извержениями гейзеров, на трех подобных снимках. Как и в случае с наблюдениями Роса, большая часть вспышек на них была сконцентрирована на южном полюсе планеты, однако на одной фотографии ученые заметили возможные следы существования гейзеров в окрестностях экватора Европы.
Пока ученые не готовы заявить, что они действительно нашли гейзеры, так как, по словам Спаркса, данные наблюдения находятся на пределах разрешения и возможностей "Хаббла". Запуск его наследника, телескопа "Джеймс Уэбб", поможет поставить точку в этом вопросе.
© From Schmidt et al., “Active formation of chaos terrain over shallow subsurface water on Europa”, Nature, 2011. Так художник представил себе формирование "полыньи" в льдах Европы
© From Schmidt et al., “Active formation of chaos terrain over shallow subsurface water on Europa”, Nature, 2011.
Есть ли жизнь на Европе?
Если гейзеры на Европе действительно существуют, то тогда их существование дает нам шанс изучить содержимое океана этого спутника Юпитера, не погружаясь в него, в том числе и оценить его пригодность для жизни. Помимо самих выбросов, поверхность Европы тоже будет интересна ученым, так как она будет покрыта извержениями гейзеров и материей ее подледного океана.
Почему гейзеры на Европе извергаются относительно редко? Как считает Бритни Шмидт (Britney Schmidt) из университета штата Техас в городе Остин (США), одна из участниц открытия, причина этого кроется в том, что приливные силы, вырабатываемые Юпитером и разогревающие недра Европы, недостаточно сильны для того, чтобы постоянно раскалывать ее ледовый щит.
Подледные вулканы исцарапали ледовый щит спутника Юпитера - ученые Впадины, расселины и выступы, которыми покрыта ледяная поверхность Европы, спутника Юпитера, оказались "шрамами" от активности подледных вулканов и других источников геотермальной энергии, сообщают американские астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.Гейзеры, как предположила Шмидт еще в 2011 году, возникают в своеобразных "полыньях", которые возникают в результате разогрева льдов Европы под действием приливных сил и извержения подледных вулканов. Такие "полыньи" замерзают очень быстро, за несколько десятков тысяч или сотен тысяч лет, и это может объяснять то, почему гейзеры на Европе извергаются крайне нерегулярно.
По словам Курта Нибура (Kurt Niebuhr), руководителя готовящейся миссии "Европа-Клипер", потенциальное открытие гейзеров увеличивает интерес к этой планете, однако ученым нужны дополнительные данные для того, чтобы понять, насколько опасны будут эти гейзеры для зонда и как их можно изучать. Поэтому он предлагает дождаться запуска "Джеймса Уэбба" для того, чтобы понять, стоит ли устанавливать инструменты для забора воды и льда на "Европу-Клипер" или нет.
«Существует большая вероятность того, что ледяная поверхность Европы может скрывать в себе жизнеспособные микроорганизмы » – доктор Ричард Гувер, астробиолог НАСА.
Вот уже тысячи лет, глядя в ночное небо, многие люди задаются одним и тем же вопросом: одни ли мы во вселенной? С развитием технологий мы все сильнее приближаемся к тому, чтобы найти на него ответ: теперь, глядя в небо, ученые могут замечать больше деталей. Конечно, чтобы отыскать жизнь за пределами Земли, необходимо, во-первых, определиться с тем, что именно искать, а во-вторых – знать, где это что-то можно найти.
Что касается первого пункта, в качестве объекта поиска учеными была принята единственная известная нам форма жизни – земная. Отсюда следует, что ответ на вопрос «где?», звучит так: везде, где есть необходимые условия для зарождения какой-либо жизненной формы, напоминающей существующие на нашей планете. В таком случае, что же является самым важным условием для появления всех известных нам форм жизни? Большинство мнений ученых сходятся на том, что это – наличие воды в жидком состоянии. Именно этот последний момент заставляет исключить замерзшие полярные шапки Марса, гигантские атмосферные вихри Юпитера и лед, недавно открытый на Луне.
Вероятно, стоит сразу оговориться: «артефакты», и «структуры», которые периодически замечают на фотографиях поверхности Марса и Луны, не опровергают вышесказанного: если здесь и можно видеть противоречие, то только поверхностное. Не исключено, что на более ранних этапах существования Солнечной системы на Красной планете и на нашем спутнике была жидкая вода, также не исключено, что она там до сих пор может быть. С другой стороны, поскольку ни фактических доказательств, ни теоретического обоснования последнего предположения в арсенале ученых пока что нет, рассматривать Марс и Луну в качестве кандидатов на звание еще одной колыбели жизни, пока что, рано.
Вполне понятно, почему планеты Внешней Солнечной системы долгое время не считались пригодными для зарождения и развития жизни – перепады температуры на них чересчур велики. К примеру, температура поверхности Юпитера составляет -140 градусов Цельсия, в то время как на расстоянии 46 тысяч километров от центра Юпитера она достигает 11000 градусов – почти вдвое больше, чем на поверхности Солнца. Тем не менее, представление о перспективе зарождения жизни во внешней области Солнечной системы изменилось, когда аппараты «Вояджер» достигли Юпитера.
В 1979 году, когда «Вояджер-2» сделал снимки Европы, ученые увидели покрытую льдом поверхность спутника. Снова лед, но, в этот раз, все было по-другому – ледяная корка Европы была исчерчена сетью из множества трещин.
Причиной появления этих трещин стала вытянутая орбита Европы: в некоторые периоды вращения спутник приближается к Юпитеру, в другие – отдаляется. В свою очередь, это значит, что действие гравитационного поля Юпитера тоже неоднородно: когда оно усиливается, и спутник приближается к планете, его поверхность сплющивается, а при отдалении Европы – наоборот, вытягивается. Кроме того, судя по характеру трещин, ледяная корка Европы движется относительно центра, а это значит, что между ней и более глубинными твердыми слоями должна быть прослойка – жидкий океан.
Существование океана было также подтверждено и в ходе изучения магнитного поля Европы: если бы это поле сформировалось под действием ферромагнитного ядра, оно было бы стабильным. В то же время, результаты исследование показали, что магнитное поле спутника нестабильно: положение магнитных полюсов Европы постоянно меняется.
Несмотря на то, что Европа находится очень далеко от Солнца, вследствие чего температура ее поверхности составляет около?160 градусов Цельсия, предполагается, что в результате значительного воздействия Юпитера на форму планеты выделяется большое количество тепла, вследствие чего глубинный океан может поддерживаться в жидком состоянии. Вероятно, некоторые участки поверхности могли быть полностью растоплены в прошлом – об этом можно судить по наличию отдельных льдин, выделяющихся из общей структуры трещин.
В сущности, похожие условия существуют и на Земле: не так давно внутри ледников были найдены полости, наполненные жидкой водой. Поскольку такие подземные озера были населены микроорганизмами, не исключено, что похожие существа живут в глубинном океане Европы. Конечно, выяснить это можно будет лишь отправив на Европу исследовательский модуль, а сделать это удастся не так уж скоро.
