Оригинал: Top 8 Places to Look for Life in our Solar System.
Жизнь может быть основана не только на углероде и воде, но и на кремнии и аммиаке. Возможно где-то она может создать свою информационную систему, отличную от ДНК и РНК. Она даже могла развиваться отличными от Дарвиновской эволюции способами. Но есть одно качество, присущее любой жизни, где бы она не развивалась — термодинамическая неустойчивость. Без этого не может существовать ничего «живого» в привычном понимании. По сути, жизнь — это система, созданная природой для рассеивания энергии, накапливающейся на планете от солнечного света, льющегося на поверхность, или в результате химических реакций в земле, воде и воздухе.
Для ученых, ищущих жизнь в других частях Солнечной системы, эта мысль обнадеживающая. Здесь очень много мест, которые находятся в состоянии термодинамической неустойчивости. Добавив жидкий растворитель в сложный химический состав, вы создадите условия для жизни. Путешествуя в окрестностях Солнца, мы находим множество мест, где могут существовать живые организмы. Если вдруг мы точно выясним, что в Солнечной системе нигде, кроме Земли, нет жизни, то это будет большей загадкой, чем, если бы она была.
Марс
Сегодня «красная планета» представляет собой замерзшую пустыню. Ее атмосфера настолько тонкая, что водяной лед, при нагревании, мгновенно превращается в пар, миную жидкую стадию. Также она не способна защитить от солнечного и космического излучений. Однако, в начале своей истории, Марс, скорее всего, был более гостеприимным, с гораздо плотной атмосферой, мягкими температурами и жидкой водой. Ученые считают, что именно в эти ранние годы существования планеты на ней могла зародиться жизнь. Если это так, то жизнь могла сохраниться глубоко под поверхностью планеты.
— Глубоко в марсианской коре все еще может быть жидкая вода, так что, возможно, есть и примитивная жизнь, которая питается водородом, — говорит Джонатан Лунин, директор Центра астрофизики и планетологии Корнельского университета. Эти организмы объяснили бы наличие найденного учеными метана в марсианской атмосфере.
Астероиды
Наиболее крупные астероиды настолько велики, что их даже относят к карликовым планетам. Во время образования они подвергались нагреву, что позволило геологическим слоям разделиться на ядро, мантию и внешний слой. Внутренний нагрев заставляет лед плавиться в жидкую воду, которая, в свою очередь, взаимодействует с такими минералами, как оливин и пироксен, и выделяет еще больше тепла. На самом деле, чрезмерный нагрев может стать причиной того, что внутри будет слишком горячо для жизни и ее предшествующих форм, по крайней мере, какое-то время. Но ближе к поверхности химические реакции могут быть любопытны.
— На поверхности Цереры видны минералы, называемые филлосиликатами, которые были преобразованы жидкой водой, и это довольно интересно, — говорит Лунин, — Есть ли сейчас внутри жидкая вода или нет, мы пока не знаем. Например, Цереру в настоящее время изучает космический аппарат Dawn (Рассвет).
Венера
На поверхности Венеры средняя температура составляет 460 °C, а атмосферное давление в 90 раз больше, чем на поверхности Земли. Но, возможно, не всегда планета была такой суровой.
— Ее ранняя история нам неизвестна, — говорит Пенелопа Дж. Бостон, директор Института астробиологии НАСА, — Была ли она раньше пригодна для возникновения жизни? Если да, то не исключено, что и сегодня там сохраняется жизнь. Ученые исследовали возможность наличия жизни в облаках Венеры.
— Туда проникают тонны ультрафиолетового излучения, что способствует всей этой фотохимии, — говорит Калеб Шарф, директор астробиологии Колумбийского университета, — Вам даже не нужно заниматься фотосинтезом; вы можете просто питаться тем, что образуется в атмосфере. В 2006 году исследовательская группа НАСА пришла к выводу, что полностью исключить наличие жизни в облаках Венеры нельзя, однако вероятность этого чрезвычайно мала. Органические молекулы, не говоря уже о живых организмах, никак не смогли бы полностью защититься от экстремальных условий на поверхности, потому что нисходящие атмосферные потоки периодически утаскивали бы их за собой на гораздо низкие высоты.
Юпитер
После того как космический аппарат Пионер-10 отправил нам в 1973 году изображения Юпитера, астрономы Карл Саган и Эдвин Солпитер начали размышлять о возможности жизни на газовом гиганте. Атмосфера Юпитера настолько глубокая и плотная, что больше похожа на океан. Соответственно, Саган и Солпитер представили морскую экосистему, состоящую из «поплавков» (таких, как планктон), «грузил» (например, рыб) и «охотников» (более крупных хищников). Они подсчитали, что охотники могут вырасти до нескольких километров в поперечнике. Их статья вдохновила Артура Кларка на рассказ «Встреча с медузой», в котором описаны гигантские медузы, биолюминесцентный планктон и скаты размером с футбольное поле. Точно так же, в своей новелле «Юпитер», Бен Бова показал созданий, похожих на воздушные шары и воздушных змеев-пауков. К сожалению, зонд Галилео спустившийся в 1995 году в атмосферу Юпитера не обнаружил никаких доказательств наличия сложной органики, необходимой для биологической жизни.
Европа
Дирк Шульце-Макух из Технического университета Берлина считает, что спутник Юпитера Европа — единственное место в нашей Солнечной системе, помимо Земли, где могла бы существовать сложная жизнь. На Европе есть океан под поверхностью, а также органические молекулы, которые могут объединяться в сложные комбинации. Интенсивное радиационное излучение Юпитера расщепляет молекулы воды на поверхности спутника на водород и кислород, и последний может просачиваться в океан, чтобы управлять химическими процессами. Шульце-Макух изучил процесс поддержания жизни в гидротермальных источниках на Земле за счет метаногенеза, в результате чего поглощаются водород и углекислый газ, а выделяется метан. Основываясь на размерах Европы, а ее океан в два раза больше земного, и большой вероятности возникновения там гидротермальных источников, ученый оценивает, что ресурсов достаточно, чтобы поддерживать пищевую систему «хищник — жертва».
— Если хищник будет размером с креветку, ему понадобится площадь размером с олимпийский бассейн, чтобы получить достаточно еды и прокормиться, — говорит Шульце-Макух. Но Джим Кливз, вице-президент Международного общества изучения происхождения жизни и приглашенный научный сотрудник Института перспективных исследований в Принстоне, настроен менее оптимистично.
— Я подозреваю, и это обоснованная догадка, что поток энергии в ледяных мирах недостаточно высок, чтобы поддерживать экосистемы со множеством трофических уровней, — заявил он, — Поэтому жизнь, если она и существует, не может быть слишком сложной. В любом случае чтобы ответить на этот вопрос, потребуется зондирование.
Титан
Затянутый смогом спутник Сатурна Титан обладает достаточной энергией для возникновения и поддержания жизни, даже несмотря на то, что средняя температура его поверхности составляет −179 °C. Фотохимические реакции в атмосфере производят ацетилен и молекулярный водород.
— При нормальных температурах на Земле ацетилен и молекулярный водород представляют собой взрывоопасную комбинацию, — говорит Калеб Шарф, — На Титане он все еще вступает в реакцию, но это уже не взрывная реакция. Так что это может быть основой потенциального метаболизма. Саган и его коллеги опубликовали в 1986 году исследование о пребиотической химии, которая могла протекать на Титане. Это было задолго до того, как миссия Кассини отправила зонд Гюйгенс на поверхность спутника. Зонд, на самом деле, не был оборудован для поиска жизни, но подтвердил более ранние намеки на то, что жидкий метан и этан играют на Титане ту же роль, что и вода на Земле. Хотя мы не нашли доказательств существования там жизни, эта мысль остается будоражащей. Главный космический аппарат Кассини также обнаружил океан под поверхностью Титана, подобный океану на Европе.
Энцелад
Крошечный ледяной спутник Сатурна Энцелад тоже имеет внутренний океан, объемом примерно с озеро Верхнее — одно из Великих озер на Земле, и вода непрерывно извергается в космос из южной полярной области спутника. Космический аппарат Кассини семь раз пролетел прямо сквозь шлейф, похожий на гейзер, и обнаружил частички кварцевого песка, а также крупицы водяного льда, содержащие соль — смесь, которая требует динамичной геохимической системы на спутнике.
— Единственный правдоподобный способ получить это, если вода у основания океана движется по камням, — говорит Джонатан Лунин, — Кремнезём (диоксид кремния) выщелачивается (вымывается) из камня и попадает в горячую воду. Затем, когда вода возвращается в океан и охлаждается внутри этого крошечного выходного отверстия, кремнезём выпадает в осадок. Кассини показал нам, что эта среда может быть обитаема. Этот океан — это соленая вода, содержащая органические молекулы, и проходящая через горячую породу. У инструментов Кассини не было необходимого диапазона и разрешения для обнаружения биомолекул, поэтому Лунин хотел бы, чтобы туда отправилась еще одна миссия, чтобы снова пролететь через шлейф.
— Перспективы здесь невероятно захватывающие, — говорит он, — Мы должны надеяться, что там будет жизнь. Потому что, если мы ее не найдем, то возникнет целый ряд вопросов. Там слишком мало места? Замерзает ли океан? Или жизнь — это уникальный случай?
Кометы
Какими бы маленькими они ни были, на кометах есть все необходимое для жизни. Такие миссии, как Розетта, обнаружили на кометах аминокислоту глицин, а также другие органические молекулы и биологически важные элементы, такие как фосфор. Кометы, вероятно, имели внутренние радиоактивные источники тепла, по крайней мере, в далеком прошлом. Кроме того, вода периодически тает на поверхностях комет, которые проходят достаточно близко от Солнца. Тем не менее кометы, это не самое уютное место для жизни.
— Проблема в том, что кометы живут недолго, — говорит Джонатан Лунин, — Те, которые подлетают близко к Солнцу и имеют впечатляющую кому и хвост, после десятков или, может быть, пары сотен оборотов исчезают. Так что поддержание среды, пригодной для жизни в течение миллиардов лет, для комет очень маловероятно.
Планеты нашей Солнечной системы, сколь бы разнообразны они ни были, не исчерпывают всех возможностей. Шульце-Макух отмечает, что, поскольку Земля вращается вокруг звезды класса G, мы получаем свет в видимом спектре. Это привело к появлению зрения у людей и других существ, а некоторые из них, например пчелы, могут видеть даже в ультрафиолетовом спектре. У существ на других планетах, если они есть, также должны были развиться чувства, которые реагируют на их особую среду обитания. И это только одно из множества отличий от той жизни, которую знаем мы.
— Я представляю себе живые плавающие острова в водных мирах с высокой гравитацией, которые совершают долгие геологические циклы вокруг своей планеты, потому что здесь нет тектоники плит, — говорит Бостон, — Я представляю миры, которые всегда освещены своей звездой только с одной стороны, имеющие целые экосистемы, обитающие в сумеречных зонах на терминаторах (границах дня и ночи). Я могу вообразить форму жизни, которая покрывает всю планету... То, как мы можем представить такие удивительные миры, означает, что если мы однажды наткнемся на них, мы определенно сможем распознать их такими, какие они есть.
