Астрономія
Астрономія

Астрономи вирахували необхідну глибину для пошуку життя на Європі

Крижаний супутник Юпітера Європу підозрюють у наявності ознак життя — під її товстим шаром льоду ховається величезний океан. Тому NASA готуються до місії Europa Clipper, яка і має зайнятися пошуками. І зокрема для них планетологи вирішили вирахувати, наскільки сильно Юпітер міг розбити свого супутника та пошкодити радіацією можливі ознаки життя. Хімічні біосигнатури вчені пропонують шукати поближче до середніх і високих широт та на глибині принаймні у метр. Стаття опублікована у Nature Astronomy.

NASA / Jet Propulsion Lab-Caltech / SETI Institute

NASA / Jet Propulsion Lab-Caltech / SETI Institute

Що збирається на Європі шукати NASA?

З усіх позаземних тіл найбільший потенціал на пошук хімічних ознак життя має супутник Юпітера Європа. Цей об'єкт вкритий 15-25-кілометровим шаром льоду, однак вже під ним знаходиться підповерхневий океан, причому води у ньому втричі більше, ніж об’єм води усіх океанів Землі. Більше про Європейський океан можна почитати у нашому тексті про позаземні водойми під кригою «Прихований океан». Вчені вважають, що прискорені магнітосферою заряджені частинки з Юпітера можуть створювати достатньо органічних і окислювальних молекул для того, щоб підтримувати імовірну біосферу Європи. Взаємодія заряджених частинок з водою має утворювати молекулярний кисень, перекис водню і деякі інші окислювачі. Знайдена на Європі концентрація перекису водню, наприклад, складає 0,13 відсотка відносно води. Причому мікробне життя може існувати в концентраціях, які можна буде знайти апаратами безпосередньо на поверхні, якщо фільтрувати талу воду криги на ній. Це пов'язано із процесами апвелінгу — матеріал із необхідним дослідникам хімічним складом може підніматися на поверхню із глибинних шарів поверхні.

Чому їм знадобиться дриль?

Ключовим завданням у пошуках ознак життя на Європі є визначення найбільш ймовірних місць для виявлення біомаркерів, що не встигли зруйнуватися у результаті впливу Юпітера на її поверхню. Адже орбіта Європи знаходиться у межах його магнітосфери, а тому навіть якщо вона і приховує ознаки життя, вони будуть зруйновані випромінюванням електронів високої енергії. І навіть у межах вищих широт, де біомаркери більше захищені від випромінювання навіть на сантиметровій глибині, переміщення поверхневого матеріалу, у тому числі й апвелінг, може зруйнувати надії на збереження і взяття проб на невеликій глибині.

Тому дуже важливо створити мапу поверхні Європи з місцями, де у вчених буде набагато більше шансів знайти можливі біомаркери. Моделювання показало, що якщо ми хочемо виявити біомолекули, які ніколи не піддавалися впливу небезпечної радіації на поверхні, необхідно брати матеріалі нижче зони, яку могли зачепити заряджені частинки і космічні промені. Також супутник зазнавав і досі зазнає від Юпітера невеликих ударів, що збивають верхні шари льоду, хоча його гравітаційний вплив є тим джерелом енергії, завдяки якому вода на Європі може зберігатися у рідкому стані.

Як відкопати життя на Європі?

За підрахунками, вік супутника складає трохи більше чотирьох мільярдів років, тому логічно, що за час свого життя деякі поверхні встигали оновлюватися під впливом середовища. Тож з практичної точки зору, зонд для пошуку ознак життя потрібно спускати в одній з новоутворених областей, де є можливість виявити зрушення матеріалу, що винесли глибші шари поверхні нагору. Моделювання говорить, що вплив Юпітера приносить супутнику «збитків» приблизно на 30 сантиметрів углиб, тож все, що знаходиться ближче до поверхні, в той чи інший час піддавалося достатньому опроміненню, щоб хімічно спотворити будь-які викладені на ньому матеріали.

Однак, дослідники підрахували, що навіть зони, які не змінювалися протягом десяти мільйонів років, занурення на глибину більше одного метра гарантує, що знайдений там матеріал не постраждав від впливу радіації. Об'єктами дослідження мають стати регіони поруч із незрілими кратерами (звичайних на Європі мало, а от невеликі до 200 метрів міг утворити ударний вплив Юпітера) — там вплив радіації у середньому буде нижчий, а тому і свердлити поверхню можна буде не так глибоко. Тому у майбутніх місій Jupiter Icy Worlds Explorer та Europa Clipper, що збираються шукати біомаркери на Європі вже є більше даних, де їх можна знайти.

До речі магнітосфера Юпітера здатна не лише руйнувати поверхню Європи, а і навіть підсвічувати — під впливом високоенергетичних електронів крига починає світитися вночі.