Сатурн

Эндрю МакКарти

Энцелад долго казался просто маленьким ледяным спутником Сатурна. Его диаметр — всего 504 километра, а средняя температура на поверхности, покрытой толстым слоем льда, составляет около −200 °C. На первый взгляд — совершенно непригодный для жизни мир вдали от Земли и Солнца.

Но затем космический аппарат NASA "Кассини", работавший в системе окольцованного гиганта с 2004 по 2017 год, увидел то, что полностью изменило отношение ученых к этому миру: из трещин возле южного полюса Энцелада бьют гейзеры, выбрасывающие в космос водяной пар и ледяные частицы. И самое интересное — эти гейзеры оказались связаны с глобальным подповерхностным океаном.

И вот тут начинается самое интересное.

"Кассини" несколько раз пролетал через эти выбросы, фактически беря пробы материала прямо на лету. И хотя набор его бортовых инструментов был достаточно скромным и не предназначался для прямого поиска жизни, он все же позволил выявить не только водяной пар и ледяные частицы, но и соли, сложную органику, углекислый газ, аммиак, молекулярный водород и метан.

Обнаружение водорода особенно важно, так как его присутствие указывает на химические реакции, связанные со взаимодействием воды с породами. А значит, океан Энцелада, скорее всего, контактирует с каменным ядром. На Земле похожие процессы питают сложные экосистемы возле гидротермальных источников — совершенно чуждые поверхности миры, куда не проникает солнечный свет.

Позже картина стала еще интереснее. В 2023 году новый анализ архивных данных "Кассини" показал, что в ледяных зернах, выброшенных Энцеладом, присутствуют фосфаты — соединения фосфора, одного из ключевых элементов земной жизни. Фосфор нужен для ДНК, РНК, АТФ и клеточных мембран. Поражает и то, что концентрация фосфора в океане Энцелада может быть как минимум в 100 раз выше, чем в земных океанах.

То есть Энцелад интересен не одним "подозрительным" веществом. Его статус потенциально обитаемого мира связан с целым набором условий. Там есть жидкая вода. Есть сложная органика. Есть соли. Есть фосфаты. Есть метан. Есть молекулярный водород. Есть вероятный контакт океана с породами. И есть источник энергии, без которого даже самая богатая химия остается просто химией.

В рамках своей деятельности я время от времени общаюсь с учеными из разных стран, и в ходе одной из таких дискуссий мы сошлись во мнении, что нас не так сильно удивило бы открытие жизни на Энцеладе, как ее отсутствие. Даже тот скромный набор данных, которым мы располагаем сегодня, буквально подталкивает к мысли, что на этой сатурнианской луне есть все для зарождения и поддержания жизни. Так что если Энцелад окажется стерильным, это будет не просто отрицательный результат, а настоящий научный шок.

Если Энцелад окажется безжизненным, это может означать, что список условий, необходимых для зарождения жизни, намного больше и сложнее, чем мы предполагаем, исходя из земного опыта. Возможно, одной воды, органики, фосфора, химической энергии и контакта океана с породами недостаточно. И тогда отсутствие жизни на Энцеладе станет не менее важным открытием, чем ее обнаружение: оно покажет, что между "пригодной средой" и живой биосферой может лежать куда более глубокая пропасть, чем нам кажется сейчас.

Читайте также:

• Одного ледяного кристалла может быть достаточно, чтобы найти жизнь на Европе или Энцеладе.
• Энцелад оказался теплее, чем мы думали.
• NASA «Джеймс Уэбб» наблюдал огромный водяной шлейф, исходящий от спутника Сатурна Энцелада.

Данное составное изображение поверхности Титана было "сшито" из снимков, переданных спускаемым аппаратом Европейского космического агентства (ESA) "Гюйгенс", который 14 января 2005 года совершил мягкую посадку на поверхность этого крупнейшего спутника Сатурна.

Кадры, полученные с высоты от 17 до 8 километров, показывают мир, который с расстояния пугающе похож на земной, но совершенно чуждый нам по химии и условиям.

На снимке видны темные русла, напоминающие земные реки, которые были "прорезаны" жидкими углеводородами (преимущественно метаном и этаном). При температурах около -180 °C метан и этан играют здесь роль воды: испаряются, конденсируются в облака, а после возвращаются на поверхность с дождями.

"Гюйгенс" — единственный аппарат, совершивший посадку во внешней Солнечной системе. Данные, переданные на Землю, подтвердили предсказания ученых: поверхность Титана покрыта органическим "песком" и водяным льдом, твердым как камень, а атмосфера насыщена сложными углеводородами.

Кольца Сатурна могут быть такими же старыми, как и сама планета, несмотря на то, что выглядят значительно моложе и чище, чем этого можно было бы ожидать. Причиной этому является их устойчивость к загрязнению, заявили ученые в исследовании, представленном в журнале Nature Geoscience.

«Изначально считалось, что кольцам примерно 4,5 миллиарда лет, однако интерпретация наблюдений космического аппарата «Cassini» значительно снизила их возраст», – рассказывают авторы исследования.

Когда «Cassini» достиг системы Сатурна в 2004 году, он увидел, что кольца гиганта выглядят относительно яркими и чистыми. Это неожиданно, так как если бы они сформировались миллиарды лет назад, то за прошедшее время должны были загрязниться блуждающей по космосу пылью. Опираясь на наблюдения, ученые понизили возраст колец примерно до 400 миллионов лет.

«Мы проверили, так ли это, смоделировав столкновения каменистых тел с частицами ледяных колец. Оказалось, что зачастую удары приводят к полному испарению микрометеороидов, после чего пар расширяется, охлаждается и конденсируется в магнитном поле Сатурна, образуя заряженные наночастицы и ионы. Затем заряженные частицы либо сталкиваются с планетой, либо подвергаются электромагнитному втягиваются в атмосферу, либо полностью избегают гравитационного притяжения», – пояснили авторы исследования.

Моделирование показало, что на кольцах оседает очень мало материала, и это позволяет им оставаться относительно чистыми, поэтому низкий уровень загрязнения никак не свидетельствует о молодости.

«Мы предполагаем, что этот процесс потенциально может происходить и в кольцах Урана и Нептуна, а также на ледяных лунах вокруг планет-гигантов», – заключили авторы исследования.

Среди колец газового гиганта на архивном снимке аппарата Кассини

Он знаменит своим радикальным отличием в окраске полушарий. Ведущее полушарие Япета чёрное, как копоть (альбедо 0,03—0,05), а ведомое, имеет альбедо около 0,5—0,6 и блестит почти столь же ярко, как свежевыпавший снег.

У Япета ещё и гигантский горный хребет по всему экватору, его хорошо видно на 2 и 3 фото. Что тоже ждёт своего объяснения.

Сатурнианская система вообще богата на странные естественные спутники. Тот же Мимас - а ля "звезда смерти". Луна-пельмень Пан. Или Титан с атмосферой и метановыми морями.

Снимок смонтирован из ультрафиолетовых изображений полярного сияния и оптических изображений облаков и колец Сатурна, полученных телескопом Hubble.