Новое открытие подтверждает возможность существования жизни на луне Энцелада

Впервые новые результаты, сделанные благодаря данным исторической миссии НАСА “Кассини”, которая более 10 лет исследовала спутники Сатурна, в атмосфере которого он окончательно распался в сентябре 2017 года, демонстрируют, что Энцелад существенно теряет тепло не только со своего известного и активного южного полюса, но и со своего северного полюса, который считался неактивным. Это открытие представляет собой окончательную поддержку тезиса об обитаемости этого маленького мира.

Фактически, до сих пор ученые считали, что потери тепла ограничиваются районом южного полюса, откуда впечатляющие струи водяного пара и частиц льда исходят через знаменитые «тигровые полосы» — глубокие трещины в замерзшей поверхности, которые позволяют подземным водам выходить наружу.

Активный и «живой» мир

Значение нового открытия огромно. Если бы Энцелад был пассивным телом, простым ледяным шаром, количество тепла, которое он излучает, было бы очень небольшим, и его океан в конечном итоге замерз бы. Однако обнаружение того, что Луна излучает гораздо больше тепла, чем ожидалось, является недвусмысленным признаком того, что мы столкнулись с геологически активным миром.

Энцелад находится слишком далеко от Солнца, чтобы тепло, которое он получает от него, не позволяло существовать жидкой воде. Но Солнце – не единственный источник энергии, способный сотворить это чудо. «Секрет» Энцелада заключается в «приливном нагреве». Мощная гравитация Сатурна фактически растягивает и сжимает спутник, вращающийся вокруг него, создавая интенсивное внутреннее трение. Это эквивалент потирания рук зимой, чтобы согреться, только в планетарном масштабе. Это трение, та энергия, которая генерируется постоянной деформацией скалистых и ледяных недр Энцелада, которая рассеивается в виде тепла и позволяет существовать воде.

Исследователи использовали данные Композитного инфракрасного спектрометра (CIRS) космического корабля «Кассини», сравнивая наблюдения северного полюса зимой 2005 года и летом десять лет спустя, в 2015 году. Смоделировав ожидаемые температуры поверхности и сравнив их с фактическими измерениями, ученые обнаружили, что поверхность северного полюса была примерно на 7 градусов по Кельвину теплее, чем можно было бы ожидать только от солнечного тепла. Эту разницу можно объяснить только тем, что тепло просачивается из океана внизу через ледяную корку.

Измеренный тепловой поток, составляющий 46 милливатт на квадратный метр (мВт/м²), может показаться небольшим, но он сравним с двумя третями теплопотерь на единицу площади континентальной коры Земли. Если добавить к этому кондуктивное тепло, излучаемое всей Луной, в том числе через южный полюс (где трещины гораздо более очевидны), общие тепловые потери Энцелада составят 54 гигаватта (ГВт), примерно такое же количество энергии, генерируемое более чем 66 миллионами солнечных панелей мощностью 530 Вт или 10 500 ветряными турбинами мощностью 3,4 МВт. Удивительная мощность для такого маленького спутника.

Баланс жизни

Именно эта цифра, 54 ГВт, взбудоражила учёных, поскольку оказывается, что она почти идеально совпадает с энергией, которую, согласно теоретическим моделям, должен генерировать приливный нагрев Сатурна. Другими словами, существует баланс, почти идеальный баланс между производимой и теряемой энергией.

«Очень интересно, — говорит Карли Хоуэтт, соавтор исследования, — что этот новый результат подтверждает долгосрочную устойчивость Энцелада, важнейшего компонента для развития жизни». Фактически, если бы вырабатываемая энергия была слишком низкой, океан замерз бы. Если бы он был слишком высоким, геологическая активность была бы чрезмерной, что радикально изменило бы окружающую среду. Баланс, найденный исследователями, однако, предполагает, что океан Энцелада может оставаться в жидком и стабильном состоянии в течение геологических временных масштабов в миллиарды лет, предлагая «эволюционное окно», достаточно большое для того, чтобы жизнь, если бы она возникла, успела развиться.

Подсказки накапливаются

Стабильность океана, недавно подтвержденная новым исследованием, дополняет ряд предыдущих открытий, которые на протяжении многих лет ставили Энцелад во главе гонки по поиску внеземной жизни. Определяя потенциально обитаемый мир, ученые обращают внимание на три фундаментальных принципа: жидкая вода, источник энергии и наличие основных химических строительных блоков. И Энцелад кажется уже более чем выполнил эти требования.

И недавнее открытиенапример, он должен был обнаружить фосфат, соединение фосфора, в зернах льда и пара, выбрасываемых «гейзерами» южного полюса Энцелада. Фосфор, которого во Вселенной относительно мало, является одним из шести элементов, необходимых для жизни в том виде, в котором мы его знаем (наряду с углеродом, водородом, азотом, кислородом и серой).

Это дополняет предыдущее открытие молекулярного водорода (H₂), метана (CH₄) и углекислого газа (CO₂) в одних и тех же струях пара. Наиболее правдоподобное объяснение присутствия этого водорода состоит в том, что он возникает в результате гидротермальных реакций между океанской водой и скалистым ядром Энцелада. То есть на дне океана спутника Сатурна могли находиться гидротермальные источники, подобные земным, которые считаются одним из возможных пунктов зарождения жизни на нашей планете.

Таким образом, новые открытия представляют собой новый и мощный аргумент в пользу возможного существования жизни на этом спутнике Сатурна. Потому что, если окружающая среда оставалась стабильной в течение миллиардов лет, вероятность того, что жизнь успела возникнуть и развиться, возрастает в геометрической прогрессии.

В своем исследовании ученые отмечают, что следующим шагом будет определение точного возраста океана Энцелада — факт, который до сих пор остается неопределенным. Но за пределами теоретического моделирования путь кажется ясным: мы должны углубиться в изучение спутника Сатурна и на этот раз выйти за рамки простого дистанционного наблюдения. Другими словами, мы должны пойти туда и провести расследование напрямую.

Поэтому будущие технологии должны быть сосредоточены на миссиях, способных бурить толстую ледяную корку (толщина которой оценивается от 25 до 28 км) и развертывать роботизированные подводные аппараты, которые могут иметь прямой доступ к океану. Только тогда можно будет определить, действительно ли устойчивое тепло, жидкая вода и основные химические соединения достигли кульминации во всей инопланетной биосфере.