Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин

с ней американских космических аппаратов «Пионер-10» (Pioneer 10) и «Пионер-11» (Pioneer 11) в декабре 1973-го и декабре 1974 года соответственно, однако полученные телеснимки были очень низкого разрешения и не позволяли разглядеть подробности. В 1979 году два аппарата «Вояджер» (Voyager) прошли через систему спутников Юпитера, передав на Землю более подробные изображения Европы. Учёные увидели ровную белую поверхность с сетью причудливых трещин, которая заставила предположить, что этот спутник покрыт толстой коркой водного льда. Зная среднюю плотность Европы (3,03 г/см3), учёные из Исследовательского центра Эймса с помощью расчёта показали, что массовая доля воды на ней составляет не менее 6 %, а толщина льда – не менее 100 км. Вполне возможно, что часть воды там находится в жидком состоянии, то есть подо льдом скрыт огромный океан.

Следующий шаг в развитии гипотетических построений сделали планетологи Рей Рейнольдс и Стивен Сквайерс, опубликовавшие с коллегами в ноябре 1983 года статью «Об обитаемости Европы» (On the habitability of Europa). Объединив предположение о существовании подлёдного океана с модной в то время теорией зарождения земной жизни в гидротермальных «чёрных курильщиках», они заявили, что, возможно, в тёплых водах на этом спутнике Юпитера есть всё необходимое для появления биосферы. Развитие же её идёт на границах сред – в глубоких трещинах, через которые океан взаимодействует с внешним миром. Подбирая аналоги, учёные писали: «Нигде на Земле экологические условия не совпадают с теми, которые были рассчитаны для [нашей] модели Европы, поэтому не существует известного организма, идеально подходящего для обитания в такой нише. Однако многие из проблем, с которыми столкнулась бы жизнь на Европе, были преодолены земной жизнью… На Земле существует ряд условий, в которых фотосинтез происходит при чрезвычайно низком уровне освещённости и при значительной толщине льда. В озёрах долин Антарктики, многие из которых остаются покрытыми льдом круглый год, на дне растут водоросли… Летом фотосинтез настолько интенсивен, что захваченные пузырьки кислорода поднимают маты через воду к основанию льда… Ещё одним интересным сообществом, имеющим отношение к обитаемости Европы, является сообщество антарктических ледовых диатомовых водорослей… Эти организмы осуществляют метаболизм в чрезвычайно суровых условиях, на границе раздела льда и морской воды, где температура окружающей среды ниже —1,86 °C, а уровень света составляет менее 1 % от освещённости на поверхности. Кроме того, диатомовые водоросли (как и маты водорослей) выживают в течение 6 месяцев полной темноты во время зимы».

Гипотеза выглядела очень смелой, ведь не было уверенности, что океан на Европе действительно существует. Требовались дополнительные данные. С 1995 по 2003 год американский аппарат «Галилео» (Galileo) работал в системе Юпитера и дал учёным множество новых сведений о галилеевых спутниках. Всего он совершил одиннадцать близких пролётов над Европой; первый и второй из них состоялись 19 декабря 1996 года и 20 января 1997 года, когда аппарат прошёл на расстоянии 692 и 586 км от её поверхности.

Полученные снимки вызвали ажиотаж среди учёных. Детали на поверхности напоминали плавающие айсберги Северного Ледовитого океана во время весеннего таяния. Причиной таяния могла быть тёплая вода внизу, подогреваемая вулканической активностью. Оценивая картину, геолог Рональд Грили из Университета штата Аризона заявил, что ледяная кора на Европе очень тонкая и местами разломанная на отдельные куски. Профессор океанологии из Университета штата Вашингтон Джон Дилейни с энтузиазмом заявил: «Я уверен в том, что там существует жизнь». Вода может содержать соли и другие химические вещества, необходимые для возникновения биосферы и её поддержания. Необходимую энергию при этом дают гидротермальные источники и слабый солнечный свет, проникающий сквозь трещины. Учёные вспомнили о подлёдном антарктическом озере Восток, которое изолировано от внешнего мира: в нём подозревают наличие бактерий, и оно может служить аналогом океана Европы.

Идея обитаемого океана под коркой льда захватывала воображение. Знаменитый канадский режиссёр Джеймс Кэмерон, снявший множество красивых фантастических кинолент о контактах с иными существами, выпустил на экраны в 2005 году научно-популярный фильм «Чужие из бездны» (Aliens of the Deep), в котором визуализировал представления учёных о том, как могут выглядеть существа, в том числе разумные, населяющие Европу. К премьере фильма была подготовлена книга под тем же названием, которую написал практикующий врач и научный журналист Джозеф Макиннис. В ней рассказывалось о съёмках и глубоководных экспедициях, предпринятых группой Кэмерона, чтобы отыскать в океане существ, обитающих на больших глубинах и в экосистемах «чёрных курильщиков». Выводы Макинниса, конечно же, были однозначными: жизнь способна существовать в самых странных условиях, и на Европе она наверняка тоже есть.

Несмотря на столь мощную рекламу, при обсуждении потенциальной обитаемости Европы астробиологи столкнулись с серьёзной проблемой. Изучение ударных кратеров на её поверхности и моделирование их формирования показало, что толщина ледяной корки там должна быть не меньше трёх километров. Позднее была дана ещё более удручающая оценка: более двадцати кило метров. Однако считается, что чем тоньше корка, тем лучше условия для возникновения жизни: получение океаном энергии и веществ извне способствует формированию сложной органики. Что касается гипотезы существования экосистемы вокруг жерл «чёрных курильщиков» Европы, то на Земле нет глубин около 100 км, и мы не можем с уверенностью сказать, какие природные условия там в действительности царят.

Ответ на вопрос, как глубоко пролегают трещины в ледяной корке и взаимодействует ли скрытый под ней океан с внешним космосом, должен дать американский космический аппарат «Европа-Клипер» (Europa Clipper, Europa Multiple-Flyby Mission), который прибудет к Юпитеру в апреле 2030 года. Посадка не предусмотрена: аппарат будет периодически сближаться с Европой, составляя её подробную карту и замеряя радаром толщину льда. Кроме того, с его помощью учёные собираются определить химический состав поверхности, а также пара и пыли, выброшенной с неё.

Впрочем, у астробиологов появились и другие поводы для гипотетических построений. Значительные водоёмы, скрытые льдом и грунтом, обнаружены на юпитерианских спутниках Ганимеде и Каллисто, на сатурнианских спутниках Мимасе и Энцеладе, причём последний постоянно извергает гейзеры из пара, частиц льда и грязи, в которых удалось выявить присутствие органических веществ. Как и предсказывал Карл Саган, с точки зрения поиска внеземной жизни спутники планет-гигантов оказались куда привлекательнее самих планет.

Бурный расцвет астробиологии, которая всё больше становится практической наукой, заставил учёных пересмотреть и отношение к Венере, которая долгое время считалась совершенно непригодной для жизни. На этот раз в пользу её обитаемости высказалась международная группа астрономов под руководством Джейн Гривз, обобщившая результаты исследований, проведённых с помощью телескопа JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) Восточноазиатской обсерватории на Гавайских островах и системы телескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array) в Чили. 14 сентября 2020 года группа опубликовала статью об открытии в венерианской