На этом изображении показана плоская (Меркатора) проекция спутника Сатурна Титана, сделанная зондом «Гюйгенс» с высоты 10 километров. Изображения, составляющие этот снимок, были сделаны 14 января 2005 года с помощью аппарата формирования изображения/спектрального радиометра на борту зонда «Гюйгенс» Европейского космического агентства. Зонд «Гюйгенс» был доставлен на Титан космическим кораблем «Кассини», которым управляет Лаборатория реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. Фото: ЕКА/НАСА/Лаборатория реактивного движения/Фото Университета Аризоны.
Исследование, проведенное западным астробиологом Кэтрин Нейш, показывает, что подземный океан Титана — крупнейшего спутника Сатурна — скорее всего, является непригодной для жизни средой, а это означает, что любая надежда найти жизнь в ледяном мире мертва в воде.
Это открытие означает, что гораздо менее вероятно, что космические учёные и астронавты когда-либо найдут жизнь во внешней Солнечной системе, где расположены четыре «гигантские» планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
«К сожалению, теперь нам придется быть немного менее оптимистичными при поиске внеземных форм жизни в нашей Солнечной системе», — сказал Нейш, профессор наук о Земле. «Научное сообщество было очень воодушевлено обнаружением жизни в ледяных мирах внешней Солнечной системы, и это открытие предполагает, что это может быть менее вероятным, чем мы предполагали ранее».
Идентификация жизни во внешней Солнечной системе является важной областью интересов для планетологов, астрономов и правительственных космических агентств, таких как НАСА, главным образом потому, что многие ледяные спутники планет-гигантов, как полагают, имеют большие подземные океаны жидкой воды. Например, считается, что под ледяной поверхностью Титана имеется океан, объем которого более чем в 12 раз превышает объем океанов Земли.
«Жизнь, какой мы ее знаем здесь, на Земле, нуждается в воде в качестве растворителя, поэтому планеты и луны с большим количеством воды представляют интерес при поиске внеземной жизни», — сказал Нейш, член Института исследования Земли и космоса Вестерна.
В исследовании, опубликованном в журнале Astrobiology, Нейш и ее коллеги попытались количественно оценить количество органических молекул, которые могут быть перенесены с богатой органикой поверхности Титана в его подземный океан, используя данные об ударных кратерах.
Кометы, сталкивавшиеся с Титаном на протяжении всей его истории, растапливали поверхность ледяной луны, создавая лужи жидкой воды, которая смешивалась с поверхностной органикой. В результате таяние плотнее, чем его ледяная корка, поэтому более тяжелая вода проникает сквозь лед, возможно, вплоть до подземного океана Титана.
Используя предполагаемые скорости ударов о поверхность Титана, Нейш и ее коллеги определили, сколько комет разного размера будет сталкиваться с Титаном каждый год за его историю. Это позволило исследователям предсказать скорость потока воды, несущей органику, которая перемещается с поверхности Титана в его внутреннюю часть.
Нейш и его команда обнаружили, что вес органики, передаваемой таким образом, довольно мал, не более 7500 кг глицина в год — простейшей аминокислоты, из которой состоят белки при жизни. Это примерно такая же масса, как у самца африканского слона. (Все биомолекулы, такие как глицин, используют углерод — элемент — в качестве основы своей молекулярной структуры.)
«Один слон, попадающий в год глицина в океан, в 12 раз превышающий объем земного океана, недостаточен для поддержания жизни», — сказал Нейш. «В прошлом люди часто предполагали, что вода равна жизни, но они пренебрегали тем фактом, что для жизни необходимы другие элементы, в частности углерод».
Другие ледяные миры (например, спутники Юпитера Европа и Ганимед и спутник Сатурна Энцелад) почти не имеют углерода на своей поверхности, и неясно, сколько углерода можно получить из их недр. Титан — самая богатая органикой ледяная луна в Солнечной системе, поэтому, если его подземный океан непригоден для жизни, это не сулит ничего хорошего для обитаемости других известных ледяных миров.
«Эта работа показывает, что очень сложно перенести углерод с поверхности Титана в его подземный океан — по сути, трудно иметь в одном месте и воду, и углерод, необходимые для жизни», — сказал Нейш.
На рендеринге художника показан квадрокоптер Dragonfly, приземляющийся на поверхность Титана, спутника Сатурна, раскрывающий свои роторы и снова взлетающий, чтобы исследовать ландшафт и атмосферу. Фото: Стив Гриббен/Джонс Хопкинс
Полет стрекозы
Несмотря на это открытие, о Титане еще многое предстоит узнать, и для Нейша большой вопрос заключается в том, из чего он сделан?
Нейш является соавтором проекта НАСА «Стрекоза», запланированной на 2028 год миссии космического корабля по отправке роботизированного винтокрылого аппарата (дрона) на поверхность Титана для изучения его пребиотической химии или того, как органические соединения формируются и самоорганизуются для возникновения жизни. на Земле и за ее пределами.
«Почти невозможно определить состав богатой органикой поверхности Титана, наблюдая за ней в телескоп через богатую органикой атмосферу», — сказал Нейш. «Нам нужно приземлиться там и взять образец поверхности, чтобы определить ее состав».
На сегодняшний день только международная космическая миссия «Кассини-Гюйгенс» в 2005 году успешно посадила на Титан роботизированный зонд для анализа образцов. Он остается первым космическим кораблем, совершившим посадку на Титане, и самой дальней посадкой от Земли, когда-либо совершавшейся космическим кораблем.
«Даже если подземный океан непригоден для жизни, мы можем многое узнать о пребиотической химии на Титане и на Земле, изучая реакции на поверхности Титана», — сказал Нейш. «Нам бы очень хотелось знать, происходят ли там интересные реакции, особенно там, где органические молекулы смешиваются с жидкой водой, образующейся в результате ударов».
Когда Нейш приступила к своему последнему исследованию, она беспокоилась, что оно негативно повлияет на миссию «Стрекоза», но на самом деле это привело к еще большему количеству вопросов.
«Если вся талая вода, образовавшаяся в результате ударов, погрузится в ледяную корку, у нас не будет образцов у поверхности, где смешались вода и органика. Это регионы, где Dragonfly могла бы искать продукты этих пребиотических реакций, обучая нас тому, как существует жизнь могут возникнуть на разных планетах», — сказал Нейш.
«Результаты этого исследования еще более пессимистичны, чем я предполагал, в отношении обитаемости поверхностного океана Титана, но это также означает, что вблизи поверхности Титана существуют более интересные пребиотические среды, где мы можем исследовать их с помощью инструментов на Dragonfly».
Информация от: Университетом Западного Онтарио.
