Силиконовый Рай

Руководство NASA, видимо, не зря решило продлить на семь лет миссию космического зонда Cassini. Аппарат, вышедший на орбиту планеты-гиганта в 2004 году, продолжает познавать природу Сатурна и его спутников. Если минувшим летом Cassini, поймав отраженный с поверхности Титана солнечный зайчик, натолкнул ученых на мысль о существовании на его поверхности углеводородных озер, то теперь ученые возможно совершили невероятное открытие: на одном из спутников Сатурна Титане может существовать жизнь.

Исследователи так считают на основании данных, полученных зондом Cassini. В отличие от Земли, она основана не на воде, а на метане, а вместо кислорода использует водород.

Дело в том что анализ химических процессов на поверхности Титана дал неожиданные результаты. Ультрафиолетовые солнечные лучи служат причиной расщепления молекул метана и ацетилена в верхних слоях атмосферы Титана, в результате чего появляется свободный водород. Согласно теории, он должен оставаться в верхних слоях атмосферы и постепенно покидать ее. Но на деле молекулы устремляются к поверхности небесного тела и пропадают. Одно из возможных объяснений – их поглощают организмы, «дышащие» водородом.

Значительные диспропорции наблюдаются и в распределении ацетилена по поверхности Титана. Согласно построениям сотрудника NASA астробиолога Криса Маккея, ацетилен является наиболее вероятным источником энергии для основанных на метане форм жизни.

Наконец, внимание ученых привлекла интенсивность химических процессов с участием органических компонентов (соединений, в которых присутствует углерод) на поверхности планеты. Бензен и другие органические вещества, установить которые пока не удалось, покрывают всю поверхность спутника. Такая интенсивность органических процессов сама по себе не указывает на наличие жизни, но вместе с прочими аргументами делает представленную гипотезу более правдоподобной.

Если теория подтвердится, то это будет первая форма жизни, основанная на метане. На Земле существуют микроорганизмы, потребляющие или выделяющие его, но, как и остальные обитатели нашей планеты, они основаны на воде. На Титане же из-за низких температур в жидком виде присутствуют только метан и этан. В научной литературе ведутся споры о том, возможна ли жизнь, основанная на иных химических веществах, чем на Земле. Сторонникам этой теории убедительных доказательств привести не удалось. Впрочем, очевидно, что настоящим доказательством станет только открытие подобных организмов.

Многие специалисты рассуждают о существовании жизни на спутнике Сатурна Титане. Если она там действительно есть, встреча с ней не доставит никакого удовольствия. По оценке одного ученого, такие организмы в земных условиях будут пахнуть сильно и неприятно, а возможно, окажутся взрывоопасными.

«Даже для Голливуда такие инопланетяне представят серьезную проблему, - резюмирует британский астробиолог Уильям Бейнс (William Bains), - Посадите их в звездолет, и они закипят, а затем и взорвутся, разлетаясь пылающими ошметками и сжигая все вокруг. Даже легкое дуновение их дыхания будет непереносимо тошнотворным».

Впрочем, давайте обо всем по порядку. Жизнь на удаленном от Солнца Титане, по нашим меркам, непереносима. Мало того, что здесь царит вечный холод (температура у поверхности в среднем составляет -180ОС), небо Титана покрыто плотными и едкими оранжевыми облаками. Вода заморожена в лед, но вообще жидкости здесь должно быть достаточно – правда, это углеводороды, жидкие метан и этан, т.е. то, что на Земле зовется «природным газом».

Однако, по мнению Уильяма Бейнса, основой жизни «титанцев» может быть не вода, как у землян, а органические жидкости, то есть – прежде всего, тот же метан. Ученый рассмотрел именно такую гипотетическую ситуацию.

«Жизни требуется жидкость, - справедливо замечает он, - Так что если на Титане есть развитые живые организмы, их кровь должна представлять собой не водный раствор, а раствор метана. Значит, вся их биохимия кардинально отлична от нашей. В целом она должна быть куда более химически активной».

Кроме того, Бейнс считает, что построенная на метане биохимия должна использовать куда менее крупные молекулы, чем «водная», и использовать больший набор элементов. Точнее говоря, у «титанцев» должны более активно использоваться низкомолекулярные соединения серы, фосфора.

Тут мы и приходим к взрывоопасности контакта: нормально функционирующие при -180ОС организмы, попав в нашу комнатную температуру, просто «вскипели» бы, выбрасывая в воздух высоко реактивные и токсичные соединения фосфора и серы, а быстрый нагрев привел бы к воспламенению углеводородной «крови». Первый же гость Земли разлетелся бы на куски, отравляя встречающую делегацию. После такого контакта желание общаться наверняка пропадет само собой.

Пока же ученые призывают не слишком увлекаться теорией. «Небиологические объяснения химических феноменов на Титане возможны. Научный консерватизм предписывает сначала воспользоваться ими, и только если они окажутся несостоятельны, переходить к иным теориям», — считает один из ведущих специалистов по наблюдениям за Титаном в NASA астробиолог Марк Аллен. В любом случае, считают ученые, нынешние результаты весьма необычны и заслуживают пристального внимания.

Зонд Cassini уже не раз озадачивал исследователей открытиями, идущими вразрез со сложившимися теориями, например, при наблюдении за дневными колебаниями температуры на спутнике Сатурна Мимасе.

Cassini — совместный проект NASA, Европейского космического агентства (ЕКА) и Итальянского космического агентства — запущен 15 октября 1997 года с мыса Канаверал. Миссия называлась Cassini-Huygens, так как вместе с орбитальным аппаратом к Сатурну улетел спускаемый зонд Huygens, разработанный ЕКА. На борту Cassini установлены рекордные 12 инструментов для изучения небесных тел.

На орбиту Сатурна аппарат вышел в июне 2004 года. В декабре того же года Huygens отделился от Cassini и успешно достиг Титана 14 января 2005 года, собрав по пути данные об атмосфере второго по величине естественного спутника в Солнечной системе.

Зонд уже более 12 лет находится в полете. В мае прошлого года он переключился на резервную систему из восьми двигателей из-за изношенности основных. Тем не менее в начале года было объявлено о том, что его миссия продлится еще семь лет. К настоящему моменту Cassini передал на Землю более 210 тыс. изображений.

Также благодаря Cassini ученые смогли заглянуть в недра этого спутника Сатурна. Отслеживая малейшие колебания аппарата в гравитационном поле Титана, удалось построить картину распределения плотности под поверхностью спутника.

Полученные данные показали, что в случае с Титаном в отличие от внутренних планет Солнечной системы говорить о четком разделении вещества по слоям в теле спутника говорить не приходится.

Ученым ранее было известно, что массу Титана примерно пополам составляют камни и застывшие углеводороды. Однако судить о распределении этих компонентов можно было только после проведения гравитационного зондирования. Оказалось, что на большой глубине внутренности Титана представляют собой камни, вмороженные в лед. Причем, по всей видимости, эти области никогда не нагревались, и камни твердых пород не могли осесть к центру спутника и сформировать тяжелое ядро. Лишь в слоях, находящихся на глубине до 500 км (радиус Титана равен 2600 км) от поверхности, лед Титана чистый, без вкраплений камней.

«Чтобы избежать разделения льда и твердых пород, внутренности не должны были нагреваться. Это означает, что Титан формировался довольно долго по меркам спутников, вероятно, примерно в течение 1 млн лет или около того после образования Солнечной системы», — пояснил Дэвид Стивенсон, один из авторов исследования, которое опубликовано в журнале Science. Недостаточное отделение твердых пород ото льда отличает Титан от Ганимеда, спутника Юпитера, под поверхностью которого камни давно отделились ото льда и под действием тяжести образовали отдельные слои. Своим строением Титан больше напомнил другой юпитерианский спутник, Каллисто, который тоже, как считается, образован льдом вперемешку с камнями. Построить гравитационную карту Титана удалось, отслеживая малейшие изменения скорости аппарата на луче зрения Земля—Cassini по допплеровскому изменению радиосигнала. Эти измерения были проведены в феврале 2006 — июле 2008 года в ходе четырех сближений со спутником Сатурна. Тогда Cassini пролетал над его поверхностью на высоте до 1300 км. Подобный метод гравитационного зондирования применяется не впервые. Отслеживая качания спутников, ученые давно строят карты распределения плотности под поверхностью Земли и Луны.

По данным, полученным от Cassini, была построена модель внутреннего строения спутника. На иллюстрации светло-серым цветом в разрезе обозначены два слоя чистого льда, синим — предполагаемый жидкий океан углеводородов, темным — протяженный слой льда, перемешанного с твердыми породами.