Земляне попытаются узнать, есть ли жизнь в спутнике Юпитера

К слову, учёные часто думали о Европе, когда составляли теории о жизни в пределах Солнечной системы

Специалисты НАСА планируют отправить к Европе, спутнику Юпитера, зонд, который должен будет отобрать пробы воды на ее поверхности и проверить их на наличие жизни. В случае успеха ученые займутся проектом, в рамках которого другой зонд пробурит скважину до подповерхностного океана, сообщает издание Gizmodo.

По замыслу исследователей, первый спускаемый аппарат будет запущен после того, как другая межпланетная станция в рамках миссии Europa Multiple Flyby, которая начнется в 2020-х годах, совершит облет вокруг Европы и проведет разведку подходящих для посадки мест.

Ученых интересуют трещины, через которые на поверхность просачивается вода из океана, покрытого ледяной корой толщиной в 10-30 километров. Задача зонда состоит в том, чтобы пробурить неглубокую выемку в замерзшей воде, взять образцы льда и определить его состав.

Посадочный аппарат будет снабжен камерой, которая позволит исследователям наблюдать, что происходит вокруг зонда. Кроме того, инженеры оснастят его автоматической лабораторией для проведения химического анализа, а также геофоном — прибором, предназначенным для изучения сейсмической активности.

По мнению ученых, от успеха миссии зависит, будет ли осуществлен проект по бурению многокилометровой скважины и взятии проб непосредственно из океана. Это повысит шансы обнаружения жизни на Европе, если она там существует.

Немного о Европе:

Европа (др.-греч. ??????), или Юпитер II — шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников. Обнаружена в 1610 году Галилео Галилеем и, вероятно, Симоном Марием в то же самое время. На протяжении столетий за Европой велись всё более всесторонние наблюдения при помощи телескопов, а начиная с 1970-х годов — и пролетающих вблизи космических аппаратов.

Интересные характеристики Европы, особенно возможность обнаружения внеземной жизни, привели к целому ряду предложений по исследованиям спутника. Миссия космического аппарата «Галилео», начавшаяся в 1989 году, предоставила большую часть современных данных о Европе. В бюджете NASA на 2016 год выделены средства на разработку автоматической межпланетной станции Europa Clipper, предназначенной для изучения Европы на предмет её обитаемости, запуск наиболее вероятен в середине 2020-х гг. Запуск аппарата для изучения ледяных спутников Юпитера, Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), запланирован на 2022 год.

Европа больше похожа на планеты земной группы, чем другие «ледяные спутники», и в значительной степени состоит из камня. Внешние слои спутника (толщиной предположительно 100 км) состоят из воды — частью в виде ледяной коры толщиной 10—30 км, а частью, как полагают, — в виде подповерхностного жидкого океана. Ниже лежат горные породы, а в центре, предположительно, находится небольшое металлическое ядро. Главный признак наличия океана — магнитное поле Европы, обнаруженное «Галилео». Оно всегда направлено против юпитерианского (хотя последнее на разных участках орбиты Европы ориентировано по-разному). Это означает, что его создают электрические токи, индуцированные в недрах Европы магнитным полем Юпитера. Следовательно, там есть слой с хорошей проводимостью — скорее всего, океан солёной воды. Другой признак существования этого океана — данные о том, что кора Европы когда-то сдвинулась на 80° относительно недр, что было бы маловероятно, если бы они прочно прилегали друг к другу.

Ученые говорят, что последние исследования океана на Европе свидетельствуют в пользу того, что в данном огромном бассейне есть все условия для возникновения жизни, по крайней мере на микробактериальном уровне.

Европа является одним из самых интересных спутников Юпитера. По своим размерам она сопоставима с Луной, однако Европа покрыта слоем океана, глубина которого составляет порядка 100-160 километров. Правда, на поверхности этот океан замерз, толщина льда, согласно современным оценкам, составляет около 3-4 километров. Руководствуясь земным опытом, можно утверждать, что там, где есть вода, должна быть и жизнь. Раз на Европе вода есть, более того, там ее очень много, то и шансов на обитание там жизни тоже немало.

Еще больше шансов на возникновение жизни на Европе, если принять во внимание и другие факторы. Последние моделирования, проведенные в НАСА, говорят о том, что теоретически Европа могла бы поддерживать наиболее распространенные морские формы жизни, обитающие на Земле.

Лед на поверхности спутника, как и вся вода на нем, состоит преимущественно из водорода и кислорода. С учетом того, что Европа находится под постоянным ударом радиации от Юпитера и Солнца, то лед формирует так называемый свободный кислород и другие оксиданты, такие как пероксид водорода. Очевидно, что активные оксиданты есть и под поверхностью Европы. В свое время именно активный кислород привел к появлению многоклеточной жизни на Земле.

В прошлом космический аппарат «Галилео» обнаружил на Европе ионосферу, что указывало на существование атмосферы у спутника. Впоследствии с помощью орбитального телескопа «Хаббл» у Европы действительно были замечены следы крайне слабой атмосферы, давление которой не превышает 1 микропаскаль. Атмосфера состоит из кислорода, образовавшегося в результате разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации (лёгкий водород при столь низком тяготении улетучивается в космос).

Единственным моментом, который затрудняет возникновение сложных форм жизни, является замкнутость океана. То есть в Солнечной системе в составе астероидов и комет летает довольно много сложных органических соединений, но им, при попадании на поверхность Европы, почти невозможно проникнуть сквозь толстый слой льда. Таким образом, жизнь на Европе, должна была изначально зародиться в недрах океана.

Однако последние исследования и модели Европы говорят о том, что органическим соединениям совершенно не обязательно проникать на глубину 3-4 километров. Уже примерно на глубине 10 метров концентрация кислорода значительно возрастает, а плотность льда снижается. Таким образом, теоретически, жизнь на Европе может быть уже на глубине 10 метров.

Ричард Гринберг из планетарной лаборатории Университета штата Аризона, говорит, что для поиска жизни на Европе совершенно не обязательно исследовать подледный океан.

Кроме того, ученый полагает, что температура воды на Европе может быть существенно выше, чем предполагает большинство исследователей. Дело в том, что Европа находится в сильном гравитационном поле Юпитера, который притягивает Европу в 1000 раз сильнее, чем Земля притягивает Луну. Очевидно, что под таким притяжением твердая поверхность Европы на которой расположен океан, должна быть очень активной в геологическом плане, а раз так, то здесь должны быть активные вулканы, извержения которых поднимают температуру воды.

Гринберг говорит, что последние компьютерные модели показывают, что поверхность Европы фактически изменяется каждые 50 млн лет. Кроме того, как минимум 50% дна Европы – это горные хребты, образующиеся под воздействием гравитации Юпитера. Именно гравитация ответственна и за то, что значительная часть кислорода на Европе расположена в верхних слоях океана.

“Примерно 40% поверхности Европы – это хаотичные местности. Можно с определенной долей уверенности сказать и о том, что на дне есть много разломов, которые хранят тяжелые химические элементы”, – говорит ученый.

С учетом нынешних динамических процессов на Европе, ученые подсчитали, что для достижения того же уровня насыщения кислородом, что и на Земле, океану Европы достаточно всего 12 млн лет. “За этот период времени тут образуется оксидных соединений достаточно для того, чтобы поддерживать самую большую морскую жизнь, что есть на нашей планете”, – отмечает он.

В 2016 году моделирование проведенное специалистами из Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, показало, что подледный океан на Европе, спутнике Юпитера, похож на океаны Земли как по своему химическому составу, так и по происходящим в нем процессам. По мнению ученых, это свидетельствует о том, что шансы на зарождение жизни в этом океане велики, и для этого может не потребоваться вулканическая активность.

Большинство специалистов уже давно сходятся во мнении, что подо льдами Европы находится огромное количество солёной воды в жидком виде, однако вопрос, могут ли в этой воде существовать необходимые компоненты и соблюдаться подходящие условия для зарождения и поддержания жизни, долгое время вызывает споры среди различных исследователей.

Чтобы приблизиться к ответу на этот вопрос, ученые создали модель, которая позволяет предсказать, каково может быть содержание в воде кислорода и водорода, если вулканических процессов на планете не происходит. Эти два элемента, по словам исследователей, являются для возникновения жизни ключевыми, и их правильное соотношение позволяет океану быть не слишком кислым и не слишком щелочным для появления микроорганизмов. Как показала модель, в земных океанах и на Европе соотношение водорода и кислорода вполне может оказаться примерно одинаковым, 1 к 10, хотя на спутнике Юпитера это и объясняется несколько иными процессами.

Водород, по предположению учёных, высвобождается по мере разрушения ядра Европы из-за его охлаждения, и постепенно попадает в воду. Кислород же, напротив, попадает в океан с ледяной поверхности, где его источником оказываются распадающиеся под воздействием солнечного ветра молекулы воды.

Учёные опубликовали своё исследование в журнале Geophysical Research Letters.