8 лучших мест для поиска жизни в Солнечной системе. Жизнь в солнечной системе

Жизнь в солнечной системе | Статьи

Жизнь в Солнечной системе

Даже сейчас, многим ученым, философам и простым людям не дает покоя вопрос о существовании внеземной жизни или целых инопланетных цивилизаций. Этому вопросу посвящают многие фильмы и книги. Некоторые из них рассматривают по настоящему увлекательные и фантастические теории, правда, давно опровергнутые, поэтому не слишком актуальные.

Жизнь в солнечной системе В настоящее время все поиски жизни в солнечной системе и на других планетах сводятся к поиску кислорода и воды в любой ее форме. Ученые считают воду естественной средой зарождения биологической жизни. И, как известно, кислород – будет ее главный спутник. Если с водой дело обстоит неплохо (ее хотя бы находят в том или ином виде), то кислорода вне Земли почти не найдено. Исключением является Европа, на котором спектрографом, известнейшего во всем мире радиотелескопа Хаббла был обнаружен кислород. По этому поводу разгорелись жаркие споры, но вскоре выяснилось, что на поверхности Европы разреженная атмосфера, поэтому давление на спутнике Юпитера не поднимается выше 1мкПа, что в несколько раз меньше чем на Земле. Это связано с тем, что кислород образован разложением льда, а не биологическим путем. О невозможности существования традиционной биологической жизни на любых спутниках Юпитера говорит еще и температура. Например, Европа, «прогревается» всего лишь до 130К, что явно недостаточно, для возникновения жизни, в привычном нам, понимании.

По температурному признаку только Марс близок Земле, поэтому основные теории и исследования устремлены на него. Самый благоприятный, и близкий к земному, температурный режим, находится в районе экватора: от +30 до -80. Но, к сожалению, такие колебания температур происходят в течение суток, что очень неудобно для существ биологических видов. Как бы многим не хотелось, в настоящий момент существование жизни на Марсе невозможно, но ученые полагают, что в прошлом, жизнь на планете была. Об этой теории говорят многочисленные кратеры озер и русла рек, которые миллионы лет назад были заполнены водой. Атмосфера четвертой планеты разреженная, но включает азот, а значит, в далеком прошлом она была гораздо плотнее. Практически неопровержимым доказательством внеземной жизни являются окаменелые микробы и бактерии, найденные на марсианском грунте.

kosmos-gid.ru

Поиски жизни в Солнечной системе

Вопрос о существовании жизни во Вселенной давно волнует умы человечества. При этом особенный интерес всегда вызывают дискуссии о возможности существования разумных форм жизни. Авторы различных теорий предлагают самые разнообразные варианты, как принципов построения этих организмов, так и их морфологии. Фантастические образы пришельцев уже давно перекочевали с печатных страниц на экраны кинотеатров и домашней видеотехники. Цель данной работы посмотреть на данный вопрос с достаточно реалистических позиций, то есть рассмотреть те артефакты, которыми мы действительно располагаем на сегодняшний день, дать им компетентное и, если надо, осторожное толкование, стараясь чётко не переходить грань между гипотезой и научно доказанной и обоснованной теорией. Задача работы – собрать, проанализировать и обобщить материал по проблеме существования жизни в нашей Вселенной. Объект исследования – простейшие формы жизни, которым легче выдержать суровые условия существования в жёстких условиях, предлагаемых в тот или иной период. Предмет исследования – возможности живых объектов выдерживать экстремальные условия существования. Выбранная тема очень актуальна в современной науке – космической биологии – так как, действительно, как правильно рассуждал о человечестве К. Э. Циолковский, невозможно всё время жить в колыбели. Это обусловлено не только присущему человечеству любопытству: желанию заглянуть за горизонт пространств, времён и событий, но и всё более настоятельной необходимости делать новые и новые шаги в космос, всё более и более отдаляясь от родной планеты. А на этом пути возможно возникновение серьёзных проблем, которые могут иметь характер катастрофы, если к данным вопросам подойти поверхностно и без должного внимания. Такой сценарий в своё время описал известный фантаст Герберт Уэллс, когда землян от захватнически настроенных марсиан спасает только чуждая пришельцам земная микрофлора. Кроме того, мы все знаем небезызвестную гипотезу о том, что на Землю периодически попадает благодаря кометам сложная органика. Так, например, эпидемию гриппа в начала 20 века связывают с прохождением земного шара через хвост кометы Галлея. Так что же (или кто) ожидает нас на других планетах? Авторское видение данного вопроса представлено в разделе «Странные свидетельства». Это и является новизной представленной работы.

Вопрос о существовании жизни во Вселенной давно волнует умы человечества. При этом особенный интерес всегда вызывают дискуссии о возможности существования разумных форм жизни. Авторы различных теорий предлагают самые разнообразные варианты, как принципов построения этих организмов, так и их морфологии. Фантастические образы пришельцев уже давно перекочевали с печатных страниц на экраны. Цель данной работы посмотреть на данный вопрос с достаточно реалистических позиций, то есть рассмотреть те артефакты, которыми мы действительно располагаем на сегодняшний день, дать им компетентное и, если надо, осторожное толкование, стараясь чётко не переходить грань между гипотезой и научно доказанной и обоснованной теорией. Задача работы – собрать, проанализировать и обобщить материал по проблеме существования жизни в нашей Вселенной. Объект исследования – простейшие формы жизни, которым легче выдержать суровые условия существования в жёстких условиях, предлагаемых в тот или иной период. Предмет исследования – возможности живых объектов выдерживать экстремальные условия существования. Выбранная тема очень актуальна в современной науке – космической биологии – так как, действительно, как правильно рассуждал о человечестве К. Э. Циолковский, невозможно всё время жить в колыбели. Это обусловлено не только присущему человечеству любопытству: желанию заглянуть за горизонт пространств, времён и событий, но и всё более настоятельной необходимости делать новые и новые шаги в космос, всё более и более отдаляясь от родной планеты. А на этом пути возможно появление серьёзных проблем, которые могут иметь характер катастрофы, если к данным вопросам подойти поверхностно и без должного внимания. Такой сценарий в своё время описал известный фантаст Герберт Уэллс, когда землян от захватнически настроенных марсиан спасает только чуждая пришельцам земная микрофлора. Кроме того, существует гипотеза о том, что на Землю периодически попадает благодаря кометам сложная органика. Например, эпидемию гриппа в начала 20 века связывают с прохождением земного шара через хвост кометы Галлея. Так что же (или кто) ожидает нас на других планетах? Авторское видение данного вопроса представлено в разделе «Странные свидетельства». Это и является новизной представленного исследования.

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2. 1. ЧТО И ГДЕ ИСКАТЬ?

К сожалению, нам знакома только одна форма жизни - белковая - и только одно место во Вселенной, где эта жизнь существует, - планета Земля. Так как уникальные явления с трудом поддаются научному исследованию, поэтому так важно обнаружить другие населённые планеты. В связи с этим так важны исследования в пределах Солнечной системы, хотя вопрос о возможности существования жизни неизменно возникает сам собой, когда речь заходит о вновь открываемых экзопланетах. Так каковы же реальные перспективы? Где в космосе можно найти подходящие для жизни места? Может ли жизнь зарождаться в межзвёздном пространстве, или для этого необходима поверхность планет? Но в любом случае мы можем сказать, что для возникновения и существования понятных нам форм жизни должны иметь место два основополагающих фактора: наличие источника энергии и наличие воды. Поэтом обнаружение воды является одним из ключевых вопросов в деле решения проблемы по поиску каких-либо форм жизни. Источником энергии в первую очередь может являться центральное небесное светило – некий аналог Солнца, спутники планет-гигантов могут получать дополнительную энергию от этих планет (неудавшихся звёзд), массы которых не хватило на то, чтобы стать полноценной звездой, но которые всё равно излучают больше энергии, чем получают. Так Юпитер излучает больше, чем получает от Солнца. Кроме того, энергия может быть получена из недр планеты, как например, вариант «чёрных курильщиков» на дне земных океанов, где пищевые цепи существует без солнечного света. Если рассматривать роль воды, то она является источником электронов для прохождения химических реакций, необходимых для жизнедеятельности организмов.

2. 2. ПОИСКИ ЖИЗНИ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

Луна. Никаких следов органической жизни на Луне не найдено. Атмосферы нет, ввиду слабого притяжения. Поверхность днём нагревается до +130 а ночью остывает до - 1700С. К тому же на лунную поверхность беспрепятственно проникают губительные для жизни ультрафиолетовые и рентгеновские лучи Солнца, от которых Землю защищает атмосфера. Под верхним слоем грунта, на глубине 1 м, колебания температуры почти не ощущаются: там постоянно около -400С. Вряд ли в таких условиях могла зародиться жизнь.

Меркурий. Пролетавшего вблизи американского аппарата «Маринер-10» (1974 и 1975 гг. ). Сообщил, что условия там ещё хуже, чем на Луне. Атмосферы нет, а температура поверхности меняется от -170 до +4500С. Под грунтом температура в среднем составляет около 80 0С, причём с глубиной она, естественно, возрастает.

Венера. Давление атмосферы у поверхности в 90 раз больше земного, а температура и днём, и ночью около 460 0С. Хотя на Венеру опустилось несколько автоматических зондов, поиском жизни они не занимались. Над поверхностью Венеры на высоте 55 км давление и температура такие же, как на Земле. Но атмосфера состоит из углекислого газа, к тому же в ней плавают облака из серной кислоты.

Марс. Хотя климат там очень суровый (летним днём температура составляет около 00С, ночью -80 0С, а зимой доходит до -120 0С), но всё же это не безнадёжно для жизни: существует же она в Антарктиде и на вершинах Гималаев. Однако на Марсе крайне разреженная атмосфера, в 100 раз менее плотная, чем на Земле. Она не спасает поверхность от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца. На Марсе вода может существовать только в виде пара и льда( например, в полярных шапках). Поэтому с большим нетерпением все ждали результатов поисков марсианской жизни, предпринятых сразу же после первой удачной посадки на Марс в 1976 г. автоматических станций «Викинг-l и -2». Но они всех разочаровали. Поэтому поиски продолжаются. Хорошая статья по этому поводу появилась в журнале «Наука и жизнь» №9/09.

Планеты-гиганты. Климат Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна совершенно не соответствует нашим представлениям о комфорте: очень холодно, ужасный газовый состав (метан, аммиак, водород и т. д. ), практически нет твёрдой поверхности, лишь плотная атмосфера и океан жидких газов. Всё это очень непохоже на Землю. Однако в эпоху зарождения жизни и Земля была совсем не такой, как сейчас. Её атмосфера скорее напоминала венерианскую или юпитерианскую, разве что была теплее. Поэтому будет осуществлён поиск органических соединений и в атмосферах планет-гигантов.

Спутники планет и кометы. «Семейство» спутников, астероидов и ядер комет очень разнообразно по своему составу. В него, с одной стороны, входит огромный спутник Сатурна Титан с плотной азотно-метановой атмосферой и, возможно, океаном из метана, так как температура у поверхности равна – 180 0С, а с другой — мелкие ледяные глыбы кометных ядер, большую часть времени проводящие на далёкой периферии Солнечной системы. Серьёзной надежды обнаружить жизнь на этих телах не было никогда, хотя исследование на них органических соединений как предшественников жизни· представляет особый интерес. В последнее время внимание экзобиологов (специалистов по внеземной жизни; от греч. «экзо» - «снаружи», «вне») привлекает спутник Юпитера Европа. Под ледяной корой этого спутника мощностью до 100 км должен быть океан жидкой воды. А где вода —там жизнь?

Метеориты. В них обнаруживают сложные органические молекулы. Сначала было подозрение, что они попадают в метеориты из земной почвы (контаминация), но теперь их внеземное происхождение вполне надёжно доказано.

Итак, на сегодняшний день, в Солнечной системе нигде, кроме Земли, жизнь не обнаружена. Возможно, здесь Земля окажется единственной живой планетой. Но не исключено, что удастся найти следы погибших биосфер.

2. 3. ПОСЛАННИКИ МАРСА – МЕТЕОРИТЫ

Марсианских метеоритов наблюдалось немногим более 10. При исследовании с помощью электронного сканирующего микроскопа вещества метеоритов (углистых хондритов) Murchison (Австралия, 1969 г. ) - и Ефремовка (Казахстан, находка 1962 г. )- обнаружены литифицированные (окаменевшие) остатки микроорганизмов, тесно сопряженные с минеральной матрицей метеорита. В составе минеральной матрицы довольно часто встречаются микроскопические структуры, которые с достаточной степенью вероятности могут быть приняты за литифицированные остатки коккоидных бактерий типа современных цианобактерий рода Gloecapsa. Можно наблюдать и общий вид макроколонии, и сколы, на которых видны более мелкие микроколонии и отдельные клетки. Размер макроколоний обычно составляет 10-16 мкм, микроколоний - 5-6 мкм. Некоторые остатки коккоидных форм по строению чрезвычайно схожи с современными цианобактериями Enthophysalis granulosa. Кроме того, в матрице метеорита Mиrchison были обнаружены литифицированные остатки нитчатых микроорганизмов. В некоторых случаях они сохранили даже детали клеточного строения, ветвились и имели сходство с грибными мицелиями или актиномицетами. В его веществе нашли 16 аминокислот, 11 на Земле редки. К тому же среди них в равных долях присутствуют левые и правые молекулы, тогда как в земных организмах в основном содержатся левые. Также изотопы углерода 12С и 13С представлены в иной пропорции, чем на Земле.

Два замечания. Первое - метеорит Ефремовка пролежал в земле какое-то время. Заражение актиномицетами или грибами и их быструю фоссилизацию с трудом, но можно допустить. Сложнее с цианобактериями, которым нужен свет и поэтому им нет смысла «лезть» внутрь метеорита. Второе - Murchison был поднят очень быстро, и в этом случае даже грибное заражение практически исключено. Выявленные остатки микроорганизмов, вероятно принадлежащие к цианобактериям, указывают на формирование вещества углистых хондритов в водной среде. Поэтому с неизбежностью следует вывод о том, что, по крайней мере, 1,5 млрд. лет назад, где-то за пределами Земли существовала жизнь на уровне бактерий и, может быть, низших грибов.

В то же время были обнаружены полимерные кристаллы керрита из древних (1,7 млрд. лет) пород, внешне сходные с бактериями. Очевидно, что морфологическое опознание цианобактерий, грибов и других микроорганизмов не может считаться достаточным и следует искать новые пути подтверждения или опровержения биогенной природы части материала углистых хондритов . Есть свидетельства о том, что в горах Биверхед в штате Айдахо, на глубине около 180 метров в геотермальном источнике обнаружены странные микроорганизмы, непохожие ни на какие другие формы жизни на Земле. Ученые предполагают, что данное открытие доказывает возможность существования жизни без солнечного света. Но примерно такие условия, предположительно, можно наблюдать под поверхностью Марса. "Если на Марсе жизнь и существует, то, скорей всего, именно такая", - заявил глава кафедры микробиологии Массачусетского университета Дерек Лавли. То есть речь идёт о том, что определенные микроорганизмы способны существовать и без солнечного света, используя водород, содержащийся глубоко в земной коре, в качестве источника энергии. Микроорганизмы, когда-либо обнаруживавшиеся под поверхностью Земли, существовали за счет органического материала, содержащегося в скальных породах или в подземных водных источниках. Вулканическая порода в горах штата Айдахо не содержит никаких органических соединений, зато водорода там предостаточно. Обнаруженные микроорганизмы, по-видимому, являющиеся самой древней формой жизни на Земле, соединяли водород с диоксидом углерода (СО2) и таким образом производили метан. Геохимики считают, что жизнь на Марсе могла зародиться по такому сценарию.

2. 4 ЗЕМНЫЕ ЧЕМПИОНЫ ПО ВЫЖИВАНИЮ

В 1978 году были открыты высокотемпературные гидротермальные постройки – «чёрные курильщики» на Восточно-Тихоокеанском поднятии на глубинах 3-4 и более км. Некоторые из геотермальных оазисов стали называть: «райский сад», «розовый куст» и т. п. Рис. 3. Склоны чёрных курильщиков почти до самых вершин покрыты толстым слом бактерий (сплетения миллиардов бактериальных клеток образуют так называемые маты), способных выживать при температурах до 120 0С. Они являются началом пищевых цепей для других животных: вестиментифер, двустворчатых моллюсков, рыб и осьминогов. Бактерии окисляют сероводород. Существуют также метанокисляющие бактерии, обитающие на больших глубинах и сигнализирующие о возможно больших запасах этого углеводорода. Важно отметить, что как бы далеко по пищевой цепи не ушло вещество, обычно, есть возможность отличить его происхождение: за счёт

фотосинтеза или рассмотренного выше хемосинтеза, так как отношение изотопов углерода 13С/12С существен отличаются.. Очень интересные примеры выживания в экстремальных условиях приведены в журнале «Вокруг света» №4/04.

2. 5. КТО ВЫДЕРЖАЛ УСЛОВИЯ КОСМОСА

В космосе мы встречаем широчайший спектр физических условий: температура вещества меняется от 3-5 К до 107-108 К, а плотность от 10-22 до 1018 кг/см3. Среди столь большого разнообразия нередко удается обнаружить места (например, межзвёздные облака), где один из физических параметров с точки зрения земной биологии благоприятствует развитию жизни. Но лишь на планетах могут совпасть все параметры, необходимые для жизни. Правда, на орбитальной станции «Мир» успешно проживали более 250 видов простейших, не смотря на, казалось бы, неблагоприятные условия. Известны случаи, когда земные микроорганизмы, случайно попавшие внутрь фотокамеры, в течение 33 месяцев смогли выдержать условия Луны, а специально выставленные в открытый космос на поверхность орбитальной станции лишайники (результат симбиоза грибов и водорослей) также не потеряли способности к тому, чтобы снова развиваться, вернувшись в нормальные условия. Хотя таким способом, возможно, можно получить более агрессивные формы жизни, так как сама по себе жизнь агрессивна. Зацепившись за мало-мальски удобные для своего существования условия, она заполняет каждую экологическую нишу, а затем с помощью мутаций и эволюции старается приспособиться к любым предлагаемым условиям. Фактически мы находимся во Вселенной созданной и приспособленной для существования Жизни. Какую роль играет разумная жизнь сказать трудно. Возможно и никакой. По крайней мере, простейшие формы жизни действительно приспособлены, чтобы в случае неблагоприятных условий, превратившись в споры, ждать улучшения среды обитания. То есть они «уверены», что у них может быть новый шанс и надо, свернув все свои функции, просто ждать, чтобы потом снова захватывать новые и новые территории. Так что, вряд ли стоит ограничивать наше рассмотрение по поиску Жизни во Вселенной только пределами Солнечной системы.

2. 6. ЭКЗОПЛАНЕТЫ

ПЛАНЕТЫ ВБЛИЗИ ЗВЁЗД. Планеты должны быть не меньше Марса чтобы удержать у своей поверхности воздух и пары воды, но и не такими огромными, как Юпитер и Сатурн, протяжённая атмосфера которых не пропускает солнечные лучи к поверхности. Одним словом, планеты типа Земли, Венеры, возможно, Нептуна и Урана при благоприятных обстоятельствах могут стать колыбелью жизни.

. А обстоятельства эти довольно очевидны: стабильное излучение звезды; определённое расстояние от планеты до светила, обеспечивающее комфортную для жизни температуру; круговая форма орбиты планеты, возможная лишь в окрестностях уединённой звезды (т. е. одиночной или компонента очень широкой двойной системы). Это главное. Часто ли в космосе встречается совокупность подобных условий?

Одиночных звёзд довольно много - около половины звёзд Галактики. Из них около 10% сходны с Солнцем по температуре и светимости. Но не все они спокойны, как наша звезда и приблизительно каждая десятая похожа на Солнце. Наблюдения последних лет показали, что планетные системы, вероятно, формируются у значительной части звёзд умеренной массы. Таким образом, Солнце с его планетной системой должны напоминать около 1 % звёзд Галактики, что не так уж мало - миллиарды звёзд.

ЗАРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТАХ. В конце 50-х гг. ХХ столетия американские биофизики Стэнли Миллер, Хуан Оро, Лесли Оргел в лабораторных условиях имитировали первичную атмосферу планет (водород, метан, аммиак, сероводород, вода). Колбы с газовой смесью они освещали ультрафиолетовыми лучами и возбуждали искровыми разрядами (на молодых планетах активная вулканическая деятельность должна сопровождаться сильными грозами). В результате из простейших веществ сформировались 12 из 20 аминокислот, образующих все белки земных организмов, и 4 из 5 оснований, образующих молекулы РНК и ДНК.

ЗОНЫ ЖИЗНИ. Биологи не видят иной основы для жизни, кроме органических молекул. Если для некоторых из них, например молекулы ДНК, важнейшей является последовательность звеньев-мономеров (в этой последовательности закодирована наследственная информация организма), то для большинства других молекул — белков и в особенности ферментов — важнейшей является их пространственная форма, которая очень чувствительна к температуре. Стоит повыситься температуре, как белок денатурируется — теряет свою пространственную конфигурацию, а вместе с ней и биологические свойства. У земных организмов это происходит при температуре около 60 0С. При 100-120 0С разрушаются практически все земные формы жизни. К тому же универсальный растворитель — вода — при таких условиях превращается в атмосфере Земли в пар, а при температуре менее 00С — в лёд. Следовательно, что благоприятный для возникновения жизни диапазон температур — 0-100 0С. В конце 50-х гг. американский астрофизик Cy-Шу Хуанг рассчитал, на каком расстоянии от звёзд разного типа могут находиться обитаемые планеты, если средняя температура на их поверхности лежит в пределах 0-100 0С. У звёзд-карликов зона жизни близка к звезде и неширока. При случайном формировании планет вероятность, что какая-то из них попадёт именно в эту область, мала. У звёзд высокой светимости зона жизни находится далеко от звезды и очень обширна. Но продолжительность их существования так мала (земной биосфере для появления разумных существ понадобилось более 3 млрд. лет). По мнению Су-Шу Хуанга, для обитаемых планет наиболее подходят звёзды главной последовательности спектральных классов от F5 до К5. Годятся звёзды второго поколения, богатые химическими элементами, необходимыми для биосинтеза, - углеродом, кислородом, азотом, серой, фосфором. Солнце является такой звездой, а Земля движется в середине его зоны жизни. Венера и Марс находятся вблизи краёв этой зоны. К сожалению, осталось мало шансов обнаружить активную биосферу в Солнечной системе и непонятно, как искать её в других системах. Но если жизнь создала техническую цивилизацию, то можно попытаться вступить с ней в контакт

2. 7. СТРАННЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА

Речь пойдёт о неких человекоподобных существах описанных в Библии пророком Иезекиилем. «А ноги их – ноги прямые, и ступни ног их - как ступня ноги у тельца, и сверкали, как блестящая медь. И руки человеческие были под крыльями их, но у каждого два крыла соприкасались одно к другому, а два покрывали тела их». То есть перед нашим мысленным взором предстают существа, как будто бы прибывшие с планеты, обладающей меньшей силой тяжести. Что-то, вроде, Марса? Тогда ступни ног могли бы иметь меньше площадь опоры, а для облегчения возможности передвижения по Земле, не лишним становится какой-либо дополнительный движитель. И это, в общем, тоже прослеживается в тексте. «И когда они шли, я слышал шум крыльев их, как бы шум многих вод, как бы глас Всемогущего, сильный шум, как бы шум в воинском стане; а когда они останавливались, - опускали крылья свои . Итак, у андроидов помимо ног в наличии крылья. Ноги и крылья есть у птиц. Но обращает внимание на себя тот факт, что шум крыльев сравнивается не с периодическими хлопками, а с равномерным гулом. При этом нигде не говорится, что хоть кто-либо машет крыльями для создания этого гула, то есть с достаточно высокой частотой. Итак, что это? Работа двигателей?

Странно выглядят и особые требования, предъявляемые к священникам, контактирующих с Господом. Речь идёт, как бы о соблюдении неких санитарных норм. «Когда придут к воротам внутреннего двора, тогда оденутся в одежды льняные А когда надобно будет выйти на внешний двор к народу, тогда они должны будут снять одежды свои, в которых они служили и одеться в другие одежды К мертвому человеку никто из них не должен подходить, чтобы не сделаться нечистым; только ради отца и матери

По очищении же такого, ещё семь дней надлежит отсчитать ему». Учитывается инкубационный период болезней?

2. 8 АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП

Возможно наша Вселенная лишь один из множества миров со своими законами физики и фундаментальными постоянными. К этим постоянным относятся: скорость света, постоянная Планка, определяющая масштаб квантовых явлений, гравитационная постоянная, характеризующая силу всемирного тяготения, а также массы, заряды и другие параметры ряда элементарных частиц. Значения этих 26-ти фундаментальных постоянных измеряются экспериментально. Причём не все их значения известны и, возможно, эти значения могут меняться. Существует теория тонкой настройки Вселенной, так как вышеуказанные параметры могут варьировать только в очень узкой области, иначе Вселенная будет лишена Жизни. Так положительно заряженные протоны на 0,14 % легче нейтронов, но эта разница примерно в 2 раза больше массы электрона. Следовательно, нейтрон может легко превратиться в протон, испустив электрон и антинейтрино. Зато протон не может самопроизвольно стать нейтроном – ему неоткуда взять недостающую массу. Но если бы масса протона была достаточной для превращения в нейтрон, то в мире из нейтронов не было бы химических элементов, химических реакций и жизни. то есть в отсутствии водорода (протон – ядро атома водорода) не зажглись бы звёзды, значит, не было бы термоядерного синтеза более тяжёлых химических элементов. Электрическое отталкивание в перенасыщенных положительно заряженными протонами ядрах атомом привело бы к разрушению таких ядер. В мире существовал бы только водород, а для возникновения жизни этого мало. Если увеличить гравитационную постоянную эволюция звёзд будет заканчиваться быстрее, а химические элементы, выработанные в недрах звёзд, не смогут «выбраться» ближе к поверхности. Для возникновения жизни не будет ни времени, ни материала. Если изменить слабое взаимодействие, определяющее поведение нейтрино – перестанут взрываться сверхновые звёзды, выбрасывающие в космос тяжелые химические элементы, необходимые для жизни. Слабый антропный принцип – Вселенная приспособлена для человека, сильный – а иначе и быть не могло.

2. 9. ПОЯВЛЕНИЕ И СТАНОВЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА НА ЗЕМЛЕ

Наиболее древние свидетельства жизни говорят о том, что первоначально возникли прокариоты (ранее 3,5 млрд. лет назад), а затем 2,2-2,5 млрд. лет назад – эукариоты – одноклеточные и многоклеточные организмы, у которых в клетке имеется обособленное ядро. При этом складывается впечатление, что биосфера имеет двухуровневое строение: бактериальное и надбактериальное. Причём первый уровень может существовать и эволюционировать без второго, тогда как существование второго без первого невозможно.

Цианобактерии были первыми фотосинтезирующими организмами нашей планеты, создавшие биогенный молекулярный кислород, что привело к изменению первичной атмосферы. До появления кислородвыделяющих фотосинтезирующих организмов атмосфера Земли была разреженной и состояла главным образом из углекислого газа и аммиака. Фотосинтез привёл к нарастанию содержания кислорода до 21 % и запасанию органического вещества, что снизило количество углекислого газа более, чем в 100 раз. Окисление аммиака привело к появлению молекулярного азота. В итоге первичная разрежённая атмосфера Земли превратилась во вторичную плотную азотно-кислородную оболочку. Появление в атмосфере кислорода (О2) привело к массовой гибели организмы, для которых этот сильный окислитель был ядом. Солнечная и космическая радиация теперь прежде, чем достигнуть земной поверхности должны пройти через мощный слой атмосферы, возникший озоновый слой (О3) защищает живые организмы от ультрафиолета. Фотосинтез способствовал защите живых организмов от излучений, приходящих из космоса. Ранее, для избежания мутаций, жизнь применяла толщу воды .

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей вере в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего происхождения. На этом пути необходимо пройти три важные ступени: узнать тайну рождения Вселенной, решить проблему происхождения жизни и понять природу разума.

www.hintfox.com

Где в Солнечной системе есть условия для внеземной жизни?

Перспектива сезонной жидкой воды, текущей по поверхности Марса, мгновенно возродила дискуссии о том, что планета наиболее похожа на Землю из всех в Солнечной системе и может иметь на сегодняшний день жизнь. Но это не единственное место, которое исследуют ученые.

На этой неделе на слушаниях в Конгрессе ученые выдвинули свои первые четыре кандидатуры на наличие внеземной жизни в Солнечной системе. Другие исследователи сканировали радио и оптические выбросы от далеких звезд, чтобы зафиксировать технически развитые цивилизации. В будущем ученые планируют искать химические признаки жизни в атмосферах планет, кружащихся среди близлежащих звезд.

Вот посмотрите на наиболее вероятные места для жизни среди соседей Земли.

Марс

Главный ученый НАСА Эллен Стофан без колебаний сообщила властям, что Марс является по ее мнению первым кандидатом для поисков жизни за пределами Земли.

«Мы теперь знаем, что Марс когда-то был водным миром, так же, как Земля, с облаками и водным циклом и на данный момент действительно какой-то проточной водой на поверхности. На протяжении сотен миллионов лет около половины северного полушария Марса было океаном, возможно в некоторых местах до мили глубиной», - сказала Стофан.

«Жизнь, которая нам известна, нуждается в жидкой воде, которая постоянно была на поверхности планеты в течение очень долгого времени. Вот почему Марс является нашим основным объектом в поисках жизни в Солнечной системе», - добавила она.

Следующий марсоход НАСА, планируют запустить в 2020 году, он будет оснащен инструментами для поиска древней микробной жизни, хотя Стофан, геолог по образованию, считает, что для того чтобы сделать окончательное заключение на Марсе нужны астронавты, бурение скал и проведение экспериментов.

Европа

Спутник Юпитера Европа имеет размеры схожие со спутником Земли, но он имеет соленый океан, который имеет в два раза больше воды, чем океаны Земли.

Моря Европы контактируют с каменистым ядром, которое предоставляет подходящие условия для зарождения жизни. Спутник также имеет обильные источники энергии. Это оставляет один большой вопрос относительно поисков жизни: есть ли там органика?

Экспедиция, готовящаяся к запуску в 2020-м году, будет пытаться найти органику, которая хлынула из моря через трещины в ледяной поверхности спутника. Она также будет искать таинственный шлейф из паров воды над южной полярной областью Европы, который был обнаружен в 2012 году космическим телескопом Хаббл.

Ученые также хотят знать, как глубоко в океане похоронена замерзшая кора Европы.

«Это будет иметь большое значение для составления стратегии поисков жизни», сказал ученый Корнельского университета планет Джонатан Люнин комитету палаты по космической науке и технологиям.

«Есть очень много наработок, которые должны быть применены на Европе ... если есть свежая органика в трещинах, то это хорошее место для работы», - сказал он.

Энцелад

Одним из самых неожиданных сюрпризов от миссии НАСА Кассини на Сатурне было открытие столбов магмы в пространстве спутника Энцелада, известного как хозяина глобальных подземных океанов.

«Составьте список требований к наземному типу жизни - жидкая вода, органика, минералы, энергия и химические градиенты, и Кассини обнаружил свидетельства всего этого в факеле», - сказал Джонатан Люнин из Корнельского университета.

"Самый простой способ увидеть жизнь – это пролететь сквозь шлейф, на что Кассини потратил много времени, с современными инструментами, которые могут обнаружить признаки жизни», сказал он.

Титан

Самый большой спутник Сатурна Титан предоставляет интригующие перспективы для обнаружения жизни, хотя она, вероятно, очень отличалась бы от всего, найденного на Земле.

Это единственный спутник в Солнечной системе с толстой защитной атмосферой. Кассини и его компаньон спускаемый аппарат Гюйгенс показал миру метановую облачность, дождь, овраги, речные долины и моря метана и этана.

«Мы не можем не спросить, могут ли некоторые биохимические новые формы жизни возникнуть в этой экзотической, холодной среде», - сказал Джонатан Люниниз Корнельского университета. «Титан является испытанием для универсальности жизни, как результата космической эволюции».

Чтобы обнаружить жизнь, сказал Люнин, нужен космический корабль в виде опущенной капсулы в море Титана, который может плавать по поверхности и производить измерения.

«Мы не знаем, что мы ищем здесь, поэтому уместен обобщенный поиск моделей и молекулярных структур и содержаний, которые указывают на отклонения от неживой (не биологической) химии», - сказал он.

Земля

Пока мы знаем о существовании жизни только на одной планете, Земле, но ученые не знают, как она появилась, и появилась ли она с первого раза или было больше неудачных попыток до получения конечного результата.

«Только Земля остается ныне экземпляром обитаемой планеты, поиск жизни также необходим для дальнейшего развития нашего понимания о жизни на Земле», - сказала ведущий ученый НАСА Эллен Стофан.

«Мы знаем организмы, являющиеся жесткими, цепкими, метаболически разнообразными и хорошо адаптируемыми к местным условиям окружающей среды», - добавила она.

Ученые обнаружили живых микробов, которые потребляют то, что рассматривается токсичным для других и организмы, которые могут выдерживать излучение, холод, тепло и другие экстремальные условия.

«Мы знаем, что здесь, на Земле жизнь развивалась очень быстро, после условия стабилизировались. Это фактор, который позволяет нам с оптимизмом утверждать, что есть жизнь и в других местах солнечной системы», - сказала Стофан.

Подсказки о том, как зародилась жизнь на Земле, могут быть сохранены на Луне, которая содержит геологическую запись первого миллиарда лет Земли.

«Это время, когда зародилась жизнь на Земле. Чтобы понять, что происходит геологически, мы не можем сделать ничего лучше, чем обратить внимание на Луну», сказал Джонатан Лунин из Корнельского университета.

«У нас действительно нет лабораторной модели зарождения жизни на Земле», добавил он. «Одна из причин изучения окружающей среды нашей Солнечной системы, где, по-видимому, есть условия для жизни - это то, что можно увидеть в реальности как зарождается жизнь, чтобы сделать эксперимент в природных условиях, а не в лаборатории».

«Это замечательно, что мы нашли четыре направления в нашей Солнечной системе, где на самом деле может существовать жизнь или существовала в течение некоторого времени в прошлом. Сейчас настало время, чтобы на самом деле начать поиск», сказал он.

БОЛЬШЕ удивительных статей

v-kosmose.com

Где в Солнечной системе можно найти жизнь?

После возникновения перспективы наличия сезонной воды на поверхности Марса, вернулись дискуссии о том, что эта планета наиболее похожа на Землю и на ней может быть жизнь. Но это не единственное место, интригующее ученых. На слушаниях в конгрессе, проведенных на этой неделе, ученые выдвинули четыре главных кандидата из Солнечной системы. Другие исследователи искали радио и оптические выбросы, производящиеся далекими звездами, чтобы отыскать развитые цивилизации. В скором времени ученые планируют искать химические признаки жизни в атмосферах планет, вращающихся вокруг ближайших звезд. Рассмотрим наиболее вероятных претендентов.

Эллен Стофан, главный научный сотрудник НАСА, выдвинула своего главного кандидата – Марс. «Мы точно знаем, что Марс был водным миром, как и Земля, с облаками и круговоротом воды. На протяжении сотен миллиардов лет около половины северного полушария было океаном, достигающим в некоторых местах мили в глубину. Как мы знаем, для жизни нужна вода, которая в жидком состоянии находилась на поверхности Марса в течении долгого времени. Вот почему красная планета – главный пункт в нашем поиске внеземной жизни». Следующий марсоход планируют запустить в 2020 году. Его инструменты должны найти микробную жизнь. Хотя Стофан, геолог по образованию, считает, что в недалеком будущем астронавты сами будут высаживаться на планете, чтобы добыть необходимые породы и провести с ними эксперименты.

Спутник Юпитера Европа, размером с нашу Луну, все еще хранит соленый океан с объемом воды в два раза больше, чем в земных океанах. Океан соприкасается с каменистым ядром, что представляет подходящие условия для появления жизни. Также в луне присутствуют обильные источники энергии. Но остается вопрос: есть ли у нее органические вещества? Миссия 2020-го года попытается найти органику, которая пробилась из моря через трещины на ледяную поверхность луны. Также они займутся поиском таинственного шлейфа (водяной пар над южной полярной областью Европы), обнаруженным космическим телескопом Хаббл в 2012 году. Ученые также хотят выяснить, насколько глубоко погребен океан под ледяной коркой луны.

Одним из самых больших сюрпризов миссии НАСА Кассини на Сатурне было открытие шлейфов, снятых в космосе с луны Энцелада. Теперь они известны как подповерхностные океаны. «Существует перечень требований для определения жизни. Вам не обойтись без жидкой воды, минералов, органических веществ, энергии и химических градиентов. И вот миссии удалось найти их все в этом шлейфе», - сказал Джонатан Лунин из Корнельского университета.

Ученые видят перспективы наличия жизни на самом большом спутнике Сатурна Титане. Хотя, вероятнее всего, находки будут отличаться от всего, что мы видим на Земле. Миссия Кассини и аппарат Гюйгенс открыли целый мир с облаками метана, дождем, речными долинами и морями, состоящими из метана и этана. «Мы не можем не спрашивать себя, есть ли вероятность возникновения новой биохимической формы жизни в этой холодной среде», - сказал Джонатан Лунин. – «Титан – это настоящее испытание для универсальной жизни и проверка на космическую эволюцию». Для поиска жизни планируется внедрение капсулы в море Титана, чтобы она плавала по поверхности и проводила измерения.

Пока мы знаем, что жизнь существует только на планете Земля. Но ученые не знают, как это началось и сколько было фальстартов перед удачной пробой. «Так как Земля – это единственный экземпляр обитаемой жизни, обнаружение других форм на внеземных объектах позволит лучше изучить и нашу планету», - сказала Эллен Стофан. – «Мы знаем, что после того, как здесь стабилизировались условия, жизнь начала развиваться очень быстро. И это вселяет надежду, что такое могло повториться и в другом месте в Солнечной системе. Некоторые доказательства того, как именно появилась жизнь на планете, запечатлелись на Луне. «Поэтому ее нужно внимательно исследовать», - считает Лунин. – «Это идеальное место для экспериментов. И раз мы уже наметили 4 удачных места для обнаружения жизни, то пришло время начать поиски».

БОЛЬШЕ удивительных статей

v-kosmose.com

Поиск жизни в Солнечной системе / Хабр

Как известно марсианские каналы, так будоражившие умы землян на рубеже 19-20 веков, с прилётом к Марсу станции Маринер-4 в 1965 году оказались оптической иллюзией. А с посадкой на её поверхность пары «Викингов» в 1976 году шансы на повторение сюжета «Аэлиты» и вовсе свелись к нулю. Марс всё больше и больше напоминал планету из произведений Кира Булычёва:

Планета Шелезяка. Полезных ископаемых нет. Воды нет. Растительности нет. Населена роботами.Но вместе с тем в 1979 году со снимками спутника Юпитера Европы сделанных Вояджером-2 у человечества вновь появилась слабая надежда на то, что под его ледяной коркой находится океан жидкой воды (а значит возможно и жизнь). Подтвердить наличие подлёдного океана удалось только в 1995 году аппарату «Галилео», а в дальнейшем и на других спутниках Юпитера и Сатурна были обнаружены океаны жидкой воды, о которых пойдёт речь ниже.Инфографика

оригинал находится здесь.

Церера

Церера (слева внизу) в сравнении с Землёй и Луной

По недавно полученным данным зонда Рассвет (Dawn) эта карликовая планета имеет в своём составе около 25% воды. Предполагается что в первые миллионы лет своего существования эта карликовая планета имела жидкую воду на своей поверхности, часть из которой так и осталась лежать там в виде льда. Однако на данный момент Церера не имеет ни достаточного источника радиоактивного распада, ни массивных соседей достаточных для гравитационного разогрева его недр и поверхности (а до Солнца там уже слишком далеко). Поэтому нахождение в её недрах воды в жидкой фазе весьма маловероятно также, как и любых признаков жизни. Однако текущее состояние Цереры не исключает зарождения и существования жизни на её поверхности в первые моменты существования Солнечной системы, когда светимость Солнца не упала в процессе его выхода на главную последовательность. И следы этой гипотетической существовавшей жизни вполне можно поискать.

Европа

Инфографика Первые подозрения о наличии подповерхностного океана у этого галилеева спутника Юпитера появились ещё в результате снимков, сделанных «Вояджерами» в 1979 году, но окончательную прояснить эти сомнения удалось только зонду «Галилео» спустя долгие 14 лет. На данный момент достоверно известно, что толщина гидросферы Европы достигает 100 км, что даёт оценочный объём океана этого спутника (имеющего массу всего в 0,8% массы Земли) в 2-3 раза больший объёма всех океанов Земли вместе взятых.

При этом по одной из моделей вся толща гидросферы кроме 10-30 км верхней ледяной коры находится в жидкой фазе, а по другой — большая часть находится в состоянии вязкого льда. Из-за недостаточности энерговыделения модели гравитационного разогрева большинство учёных склоняется к второй версии, однако по гладкой поверхности Европы точно известно, что как минимум определённая доля воды в жидкой фазе под поверхностью этого спутника Юпитера всё же есть.

На данный момент Европа и остальные галилеевы спутники Юпитера являются довольно слабо изученными, так как непосредственно на исследования системы Юпитера были направлены только два аппарата: «Галилео» и «Юнона» (работающий там в данный момент). Однако из-за того, что «Юнона» и её инструменты направлены большей частью на изучение магнитного поля самого Юпитера, об пригодности для жизни спутников Юпитера известно довольно мало. Ближайшие миссии, которые должны внести большую ясность в наше устройство Европы, Ганимеда и Каллисто должны стать миссии «JUICE» европейского агентства ESA и «Europa Clipper» американского NASA запуск которых предварительно назначен на 2022 год.

Ганимед

Также относится к числу 4-х галилеевых спутников и имеет подтверждённую толщину ледяной мантии порядка 800 км. К сожалению, о толщине его океана ничего не известно, хотя само его существование достоверно подтверждено, а о нём также известно, что оно дифференцировано по солёности на 4 слоя разделённые льдами типа I, III, V и VI. К сожалению толщина ледяной коры должна составлять около 100 км, что исключает возможность его исследования в обозримом будущем.

Каллисто

Под поверхностью этого спутника Юпитера находится ледяная мантия толщиной порядка 80-120 км, в толще которой располагается глобальный океан с глубиной не менее 10 км. В случае же если в составе этого океана присутствует аммиак или другой антифриз с концентрацией до 5% — толща водяного слоя может достигать все 250-300 км. Поверхность спутника примерно на 25% состоит из льда, который местами достигает концентрации в 80%, однако на основе полученных данных можно судить о том, что океан Каллисто по всей видимости никогда не был связан с поверхностью, что делает его маловероятным местом для зарождения жизни.

Энцелад

Практически сразу после прибытия Кассини в систему Сатурна был обнаружен источник вещества самого широкого кольца Е Сатурна — ими оказались гейзеры Энцелада. В процессе пролётов этого спутника Кассини было установлено что вещество выбрасываемое гейзерами имеет в своём составе углекислый и угарный газ, метан, пропан, ацетилен, формальдегид и минеральные соли, а pH составляет 11-12 единиц, что является приемлемым условием для существования многоклеточных форм жизни земного типа.

Вполне возможно, что в составе выбросов также присутствовали сложные органические вещества, но «выжать» большего из приборов зонда было уже невозможно, так как в момент отправления 15 октября 1997 года его создатели лишь подозревали о наличии у спутников Сатурна подповерхностных океанов. На основе измерений влияния Энцелада на траекторию пролёта Кассини была составлена гравитационная карта спутника по которой стало понятно, что он имеет подповерхностный солёный океан, простирающийся от южного полюса спутника до 50° южной широты. Океан имеет глубину порядка 10 км и располагается под ледяной оболочкой толщиной около 20-25 км, который в области южного полюса подходит к поверхности на глубину в 1-5 км.

Согласно предварительным расчётам энергии, выделяемой в процессе гравитационного трения, не хватало на существование подповерхностного океана с такими параметрами, а естественный распад радиоактивных материалов в ядре мог произвести не более 1% от необходимого энерговыделения. Однако недавнее исследование показало, что если цельное ядро Энцелада в расчётах заменить на пористое, то выделяемой энергии оказывается вполне достаточно для наблюдаемого нагрева океана. А химический составу выбросов гейзеров также указывал на то что он образовывался при взаимодействии воды имеющий температуру более 90°C со скальными породами.

От различных подразделений NASA и ESA предлагалось уже целых 12 различных миссий, направленных на исследования Энцелада в качестве основной или вторичной цели, но на данный момент ни одна из них не была принята к реализации. Уже 9 декабря NASA начинает конкурс по очередному этапу программы «Новые рубежи», среди 12-ти рассматриваемых заявок которой две направленны непосредственно на исследования Энцелада. При этом к 2019 году по этой программе должны быть выбраны 4-6 миссии, что даёт высокие шансы на то что хотя бы одна из этих двух заявок выиграет конкурс и полетит в 2025 году на исследования Энцелада. Кроме этого об желании запустить первую частную миссию к Энцеладу высказался Юрий Мильнер.

Титан

Кассини и Титан По данным недавно закончившего свою миссию зонда Кассини этот спутник Сатурна оказался интересен не только тем что является единственным во всей Солнечной системе объектом, имеющим жидкие моря на поверхности (за исключением Земли конечно), но ещё и тем что по обнаруженному зондом «Кассини» дрейфу его поверхности в 0.36° за год под его поверхностью был обнаружен глобальный океан. Глубина океана составляет целых 250 км, но из-за того, что оно запечатано в 50 км от поверхности, добраться до него с исследовательской миссией в ближайшее время явно не удастся.

По точным измерениям траектории зонда NASA удалось даже установить то что солёность этого океана близка к показателю Мёртвого моря Земли (в котором, не смотря на зловещее название всё-таки обитают микроорганизмы). Кроме этого под действием гравитационного воздействия Сатурна на Титане происходят приливы высотой до 10 м (это стало вторым подтверждением существования подповерхностного океана, так как иначе приливы должны были бы составлять не более 1 м).

Спуск зонда Гюйгенс на поверхность Титана

на 2020-е годы назначен запуск миссии TSSM, которая должна стать идейным продолжением миссии Кассини-Гюйгенс: на этот раз предполагается доставка к Титану воздушного шара предназначенного для исследования атмосферы

Мимас

За свой характерный кратер «Гершель» этот спутник Сатурна с момента своего открытия сразу получил прозвище «Звезда смерти». В реальности Мимас имеет 400 км в диаметре, превосходя таким образом первую «Звезду смерти» из Звёздных войн в 3 раза, и являясь немногим больше второй из них. Предполагается что он должен иметь океан на глубине в 24-31 км под его испещрённой кратерами поверхностью, однако на данный момент точных подтверждений его наличия обнаружено не было.

Тритон

Этот спутник Нептуна был посещён искусственным объектом всего однажды — когда Вояджер-2 пролетел мимо него на своём пути к дальним окраинам Солнечной системы. По этой причине Тритон слабо изучен: нам доступны подробные снимки лишь одной его стороны. На его поверхности подтверждено наличие азотных гейзеров и предполагается наличие подповерхностного океана из смеси воды и аммиака, но из-за большой отдалённости этого спутника от Солнца наличие известных форм жизни на нём сейчас или ранее практически исключается.

Плутон

Эта, недавно разжалованная из «больших», карликовая планета имеет очень разреженную атмосферу (с давлением у поверхности в 600 раз меньшим чем у Марса). Предполагается что у Плутона должно быть достаточно внутреннего тепла для существования под поверхностью океана жидкой воды, при наличии достаточной концентрации антифризов. Однако недавний пролёт «Новых горизонтов» мимо него так и не смог дать однозначный ответ на этот вопрос.

Текущие новости

Буквально сегодня были опубликованы данные об обнаружении самой далёкой из обнаруженных чёрных дыр на данный момент: она имеет массу в 800 млн масс Солнца и имеет возраст всего 690 млн лет от Большого взрыва. Это открытие ставит серьёзные вопросы перед космологами, так как это означает что неравномерность плотности Вселенной росла на порядки быстрее чем это предусматривают теории её зарождения.

Из-за установки жёсткого ограничения стоимости проекта телескопа «Джеймс Уэбб» в 8 млрд $ — его запуск также был перенесён на полгода (на весну 2019-го). Однако работа несмотря ни на что продолжается: так недавно были без замечаний закончены тесты в барокамере и приняты 13 заявок на первые полгода работы этого телескопа.

Запуск CRS-13 (в котором должны будут переиспользоваться и первая ступень и корабль) перенесён с 4-го декабря на 8-е число, и до конца года года намечен ещё один запуск Falcon 9 с 10-ю спутниками Idiridum NEXT. А первый запуск Falcon Heavy к сожалению «съехал» на январь 2018-го. У Роскосмоса до конца этого года также намечено ещё 2 запуска. Таким образом если всё пройдёт гладко и у нас, и у США, то по итогам года SpaceX отстанет от Роскосмоса на 3 запуска, и всего на 2 если учитывать только успешные запуски.

Второй запуск ракеты «Электрон» от Rocket Lab также должен произойти 8 декабря (в 4.30 ночи по московскому времени). И как обещают представители самой Rocket Lab — впервые будет транслироваться в прямом эфире.

Европейское космическое агентство выделяет 63 млн $ на создание новой ракеты-носителя лёгкого класса Вега-Е и ещё 43,7 млн $ на постройку беспилотного многоразового корабля с полезной нагрузкой до 800 кг и временем пребывания в космосе до 2 месяцев.

Индийская миссия «Чандраян-2» должна быть запущена к Луне уже в марте следующего года.

Несмотря на предупреждения конгресса о возможных последствиях, первый старт ракеты-носителя SLS всё-таки был перенесён на 2020 год. Задержки в запуске первой модификации SLS также привели к «съезжанию» запуска Europa Clipper с 2022 года вправо, так как модернизированная версия SLS необходимая для этой миссии, также будет готова с задержкой.

habr.com

8 лучших мест для поиска жизни в Солнечной системе

Жизнь могла быть основана на кремнии вместо углерода, или на аммиаке вместо воды. Она могла создать информационную систему, отличную от ДНК и РНК. Она даже могла развиться по принципам, отличным от дарвиновской эволюции.

Но одно качество должно быть присуще жизни в любом месте: термодинамическая неустойчивость. Без этого ничто не «живо» в нашем понимании.

По сути, жизнь – это выработанная природой система для рассеивания энергии – для того, чтобы сделать что-нибудь с имеющейся у планеты энергией, будь то солнечный свет, падающий на поверхность, или химические реакции в камнях, морях или воздухе.

В учёных, разыскивающих жизнь в других местах Солнечной системы, такая мысль вселяет надежду. Большинство мест в Солнечной системе термодинамически неустойчивы. Добавив жидкий растворитель и сложную химию, вы создадите условия для жизни.

Путешествия по Солнечной системе, мы находим множество окружений, в которых можно представить существование живых организмов. Если мы не обнаружим зародившейся в нашей Солнечной системе жизни где угодно, кроме Земли, это будет более странно, чем если мы её найдём.

Марс

Сегодня Красная планета – замёрзшая пустыня с такой тонкой атмосферой, что водяной лёд при нагревании испаряется, и она не может защитить поверхность от интенсивного солнечного и космического излучения.

В ранней истории Марс мог быть более комфортным, там могли быть более густой воздух, приемлемая температура и текущая вода.

Учёные считают, что в эти, более ранние годы, на Марсе могла возникнуть жизнь. В таком случае она может сохраняться под землёй. «Глубоко в коре ещё может существовать жидкая вода, так что, может быть, там есть примитивная жизнь, питающаяся водородом», – говорит Джонатан Люнин [Jonathan Lunine], директор Центра астрофизики и планетологии в Корнелловском университете. Существование этих организмов объяснило бы наблюдаемый в атмосфере Марса метан.

Астероиды

Крупнейшие астероиды настолько велики, что их классифицируют, как карликовые планеты. При формировании они нагреваются, в результате чего географические слои разделяются на ядро, мантию и внешний слой. Внутренний разогрев расплавляет лёд до жидкой воды, взаимодействующей с такими минералами, как оливин и пироксен, в результате чего выделяется дополнительное тепло.

На самом деле, исходящее тепло может слишком сильно разогреть внутреннюю часть, и она станет слишком горячей для жизни и её предшествующих форм, по крайней мере, временно, хотя ближе к поверхности всё ещё могут происходить интересные химические реакции.

«На поверхности Цереры есть минералы филлосиликаты [слоистые силикаты – прим. перев.], изменённые жидкой водой, и это очень здорово, – говорит Люнин. – Есть ли ещё внутри неё жидкая вода, нам неизвестно». Цереру сейчас изучает космический аппарат Dawn [Рассвет].

Венера

Средняя температура на поверхности Венеры составляет 460 ºC, а атмосферное давление в 90 превышает давление у поверхности Земли.

Но, возможно, эта планета не всегда была такой жестокой. «Ранняя её история нам неизвестна», – говорит Пенелопа Бостон, директор Астробиологического института НАСА. «Была ли она раньше обитаема?» Да и сегодняшнее существование жизни на ней нельзя полностью исключать.

Учёные исследовали возможность существования жизни в облаках Венеры. «Внутрь поступает огромное количество ультрафиолета, поэтому там происходит всяческая фотохимия», – говорит Калеб Шарф [Caleb Scharf], директор астробиологии в Колумбийском университете.

«Не нужен даже фотосинтез; можно просто потреблять то, что формируется в атмосфере». В 2006-м научная группа НАСА заключила, что хотя полностью исключать возможность жизни в облаках Венеры нельзя, вероятность её существования крайне низка.

Органические молекулы, не говоря уже о целых организмах, не смогли бы изолироваться от экстремальных условий на поверхности планеты, поскольку нисходящие воздушные потоки периодически стаскивали бы их ниже.

Юпитер

После того, как космический аппарат Pioneer в 1973 году прислал нам изображения Юпитера, астрономы Карл Саган и Эдвин Салпетер немного поразмышляли по поводу жизни на газовом гиганте.

Атмосфера Юпитера настолько плотна и глубока, что больше напоминает океан. Соответственно, Саган и Салпентер представили себе морскую экосистему «плывунов», организмов с газовыми мешками (типа планктона), «ныряльщиков» (нечто типа рыбы) и «охотников» (вроде крупных хищников).

Они подсчитали, что охотники могут вырастать до нескольких километров в длину. Их работа вдохновила Артура Кларка на рассказ «Встреча с Медузой», в котором описаны гигантская медуза, биолюминесцентный воздушный планктон и скаты размером с футбольное поле.

А Бен Бова в новелле «Юпитер» описал существ, похожих на воздушные шары, и пауков, летающих на своей паутине. К сожалению, зонд Galileo, опустившись в атмосферу Юпитера в 1995 году, не нашёл никаких свидетельств существования сложной органики, необходимой для биологии.

Европа

Дёрк Шульц-Макух [Dirk Schulze-Makuch] из Технического университета в Берлине считает, что спутник Юпитера Европа – единственное место в Солнечной системе, кроме Земли, на которой может существовать сложная жизнь.

Под его поверхностью существует океан и органические молекулы, которые могли соединяться в интересные комбинации. Интенсивное поле излучения Юпитера расщепляет молекулы воды на поверхности на водород и кислород, и последний может просачиваться в океан, подстёгивая химические реакции.

Дёрк Шульц-Макух изучал выживание организмов в подводных гидротермальных источниках, использующих метаногенезиз. Они поглощают водород и диоксид углерода, и выделяют метан.

Судя по размеру Европы – а её океан в два раза больше Земного – и большой вероятности существования на ней гидротермальных источников, учёный считает, что на спутнике есть достаточно ресурсов для поддержания пищевой системы «хищник/жертва». «Хищники будут размером с морскую креветку, и чтобы наестся, ему понадобится область размером с олимпийский бассейн», – говорит он.

Но Джим Кливс, вице-президент международного сообщества изучения возникновения жизни, не так оптимистичен: «Подозреваю – это информированная догадка – что колебания энергии в ледяных мирах будут недостаточными для поддержки экосистемы с несколькими пищевыми уровнями, так что жизнь не сможет стать слишком сложной». Только зонд сможет ответить на все вопросы.

Титан

На затянутой смогом луне Сатурна энергии для жизни наберётся достаточно, несмотря на то, что средняя температура её поверхности составляет -180 ºC. Фотохимические реакции в атмосфере производят ацетилен и молекулярный водород.

«При нормальной земной температуре, ацетилен и молекулярный водород – взрывоопасное сочетание», – говорит Шарф. «На Титане они реагируют, но это не взрывная реакция. Так что они могут быть основой потенциального метаболизма».

Саган с коллегами опубликовали в 1986 году исследование о пребиотической химии, течение которой возможно на Титане – задолго до того, как миссия Cassini отправила зонд Гюйгенс на поверхность спутника. Зонд не был оборудован техникой для поисков жизни, но подтвердил, что жидкий метан и этан играют на Титане ту же роль, что вода на Земле.

И хотя мы не нашли там свидетельств жизни, эта мысль продолжает будоражить воображение. Главный аппарат Cassini также обнаружил под поверхностью спутника океан, как на Европе.

Энцелад

Под поверхностью ледяной луны Сатурна, Энцелада, также существует океан объёмом примерно с озеро Верхнее, и с окрестностей южного полюса луны вода постоянно извергается в космос. Аппарат Cassini пролетел через этот гейзер семь раз, обнаружив песчинки кремниевого песка, а также крупицы ледяного льда с примесью песка – микстура, требующая энергичной геохимической системы на поверхности.

«Единственное возможное объяснение – вода, циклически проходящая через камень на дне океана, – говорит Люнин. – Кремний вымывается из камня и попадает в горячую воду. Затем, когда вода попадает обратно в океан, она охлаждается, и кремний выпадает в осадок. Cassini продемонстрировал, что эта окружающая среда может быть обитаемой. Океан солёной воды с органическими молекулами, и вода, проходящая через горячий камень».

Разрешение и диапазон работы инструментов Cassini не позволили обнаружить биомолекулы, поэтому Люнин хочет отправить ещё одну экспедицию, которая должна снова пролететь через гейзер. «Возможности поражают воображение, – говорит он. – Можно ожидать, что там есть жизнь. А если мы её там не найдём, это вызовет целый ряд вопросов. Слишком ли она маленькая? Промерзает ли океан? Является ли жизнь чем-то уникальным?»

Кометы

Кометы, хотя их размер и невелик, обладают всем необходимым для жизни. Такие миссии, как Rosetta, обнаруживали на кометах аминокислоты и глицин, а также другие органические молекулы и биологически важные элементы, например, фосфор. У комет, возможно, были радиоактивные источники энергии, по крайней мере, в отдалённом прошлом.

Кроме того, на поверхности комет, проходящих близко к солнцу, периодически тает вода. Разумеется, кометы – не самые уютные прибежища для жизни. «Проблема в том, что кометы долго не живут, – говорит Люнин. – Те, что проходят близко к солнцу, и обладают такими красивыми ядром и хвостом, исчезают после десятка или нескольких сотен оборотов.

Так что маловероятно, что на кометах могут сформироваться условия для поддержания жизни в течение миллиардов лет».

Многообразие планет Солнечной системы не исчерпывает все возможности. Шульц-Макух отмечает, что поскольку Земля обращается вокруг звезды класса G, мы получаем свет в видимом спектре. Это привело к появлению зрения в людях и других животных, а некоторые из животных, например, пчёлы, могут видеть даже в ультрафиолете. У существ на других планетах точно также должны будут развиться чувства, соответствующие их окружению.

И это только пример того, насколько сильно они могут отличаться от привычной для нас жизни. «Я представляю себе живые плавучие острова на водных мирах с большой гравитацией, выполняющие роль циклического обращения вокруг планеты из-за отсутствия тектоники, – говорит Бостон. – Я представляю миры с одной стороной, где всегда светло, и с другой, где темно – и вся экосистема живёт в сумерках на границе дня и ночи. Я могу представить жизнь, покрывающую всю планеты.

То, что мы можем представить такие необычные вещи, означает, что если мы как-то когда-нибудь наткнёмся на них, мы сможем их распознать».

lfly.ru

Глава 8. Жизнь в Солнечной системе. Поиски жизни в Солнечной системе

Глава 8. Жизнь в Солнечной системе

Нам суждено спускаться вновь и вновь.

В тот край, откуда началась дорога,

Чтобы опять взглянуть… и в изумленьи

Его увидеть, словно в первый раз.

Т. С. Элиот, "Легкое головокружение"

Убежденность в существовании жизни на планетах Солнечной системы возникла у людей лет на 300 раньше, чем были получены убедительные научные данные как о самой жизни, так и о планетах. Такие представления — плод естественного, но неоправданно широкого толкования революционных идей Коперника — сформировались у мыслителей XVII–XVIII вв. не на основе научных фактов, а исходя из общих философских принципов. Со временем благодаря углублению научных знаний существование жизни на других планетах перестало быть не вызывающей сомнения истиной. а превратилось в гипотезу, которая подлежала логическому анализу и экспериментальной проверке. Выполнению этой программы, которая завершилась лишь в наши дни, способствовали два обстоятельства: более глубокое проникновение в тайны природы и происхождения живой материи, а также разработка новых методов исследования планет, позволившая переступить пределы, установленные возможностями земных телескопов. В числе этих новых методов прежде всего следует назвать создание межпланетных космических аппаратов и непрерывно совершенствующуюся технику передачи информации.

Современные биологи показали, что жизнь — это химический феномен, отличающийся от прочих химических процессов проявлением генетических свойств. Во всех известных живых системах носителями этих свойств служат нуклеиновые кислоты и белки. Сходство нуклеиновых кислот, белков и работающих на их основе генетических механизмов у организмов самых различных видов практически не оставляет сомнений в том, что все живые существа, ныне обитающие на Земле, связаны эволюционной цепью, которая соединяет их также с существовавшими в прошлом и вымершими видами. Подобная эволюция — естественный и неизбежный результат работы генетических систем. Таким образом, несмотря на бесконечное разнообразие, все живые существа на нашей планете принадлежат к одной семье. На Земле фактически существует лишь одна форма жизни, которая могла возникнуть только однократно.

Основным элементом земной биохимии является углерод. Химические свойства этого элемента делают его особенно подходящим для образования такого типа больших информационно богатых молекул, которые необходимы для построения генетических систем с практически неограниченными эволюционными возможностями. Космос также очень богат углеродом, и целый ряд данных (результаты лабораторных экспериментов, анализов метеоритов и спектроскопии межзвездного пространства) свидетельствует, что образование органических соединений, подобных тем, которые входят в состав живой материи, достаточно легко и в широких масштабах происходит во Вселенной. Поэтому вероятно, что если жизнь существует в каком-то ином уголке Вселенной, то она также основана на химии углерода.

Биохимические процессы, основанные на химии углерода, могут протекать лишь при сочетании на планете определенных условий температуры и давления, а также наличия подходящего источника энергии, атмосферы и растворителя. Хотя в земной биохимии роль растворителя играет вода, возможно, хотя и не обязательно, что в биохимических процессах, происходящих на иных планетах, участвуют другие растворители.

Условия, существующие в действительности на известных нам планетах, позволяют считать, что эти минимальные требования чрезвычайно жестки и, по всей видимости, пригодные для жизни планеты — достаточно редкое явление. Благодаря значительным успехам в изучении планет к 1975 г. стало очевидным, что в Солнечной системе только Марс, хотя и с малой долей вероятности, может рассматриваться как возможное место существования внеземной жизни. Состоявшийся в том году полет "Викингов" завершил серию важных космических экспедиций на Марс, подведя исследования, связанные с поисками жизни на других планетах, к кульминационной точке. Была закончена одна из самых удивительных глав в летописи современной науки, породившей миф о жизни на Марсе. Низвержение этого мифа, начатое в 1963 г., поведало нам немало интересного не только о самом Марсе, но и о человеческой психологии. Оно же продемонстрировало поистине безграничное могущество науки, ее способность вскрывать и исправлять собственные ошибки.

"Викинги" не только не обнаружили жизни на Марсе, но и — что не менее важно — выяснили причины невозможности ее там. Марс лишен той удивительной особенности, которая определяет экологию нашей планеты, — океанов жидкой воды, обильно освещаемых Солнцем. На Марсе совершенно нет жидкой воды, и он подвержен воздействию всеразрушающего коротковолнового ультрафиолетового излучения. Даже одного из этих факторов, вероятно, вполне достаточно, чтобы сделать планету стерильной, а в сочетании они привели к возникновению на поверхности планеты высокоокислительных условий, которые несовместимы с существованием органических соединений. Поэтому на Марсе нет не только жизни, но и органического вещества.

Но кое-кто, не взирая ни на какие научные данные, продолжает считать планету обитаемой. Время от времени приходится, например, слышать, что где-то на Марсе все же может существовать сырое и теплое место — марсианский рай, богатый своеобразными, марсианскими формами жизни. Порой ставятся под сомнения и выводы, сделанные на основании полетов "Викингов", ибо полученные результаты можно интерпретировать, предполагая, что в грунте планеты обитают микроорганизмы, плотность популяции которых ниже порога чувствительности газового хроматографа с масс-спектрометром.

Эти взаимоисключающие точки зрения — одна, допускающая, что жизнь на Марсе, как и на Земле, нуждается в воде, и другая, напротив, отрицающая подобную необходимость, — совершенно фантастичны. "Райский сад", будь он на Марсе, был бы различим на фотографиях марсианской поверхности по висящему над ним облаку водяных паров и, возможно, по наличию снега. Но этих признаков обнаружено не было, и очень маловероятно, что подобное место может существовать на Марсе. Равнина Утопия (где совершил посадку один из спускаемых аппаратов), грунт на которой в течение длительного времени ежегодно бывает покрыт инеем, является по марсианским стандартам очень влажным местом, и поэтому нет оснований говорить, что при осуществлении научной программы "Викинг" образцы отбирались только в самых засушливых областях. А второе предположение, согласно которому в марсианском грунте даже и сейчас обитают микроорганизмы — не более чем еще один вариант легенды о голубом единороге, утверждающей, что этот зверь живет в пещере на Луне. Данное утверждение невозможно опровергнуть, поскольку создатель легенды наделил единорога всеми свойствами, необходимыми для выживания на Луне. По аналогии марсианские организмы должны быть, например, способны к существованию без воды или иного растворителя и быть устойчивыми к процессу, разрушающему органические вещества, фотодеструкции.

Неудавшиеся попытки обнаружить жизнь на Марсе явились не только разочарованием, но и открытием. Поскольку Марс, несомненно, считался наиболее "перспективным" объектом для поисков внеземной жизни в Солнечной системе, то теперь, в сущности, стало ясно, что Земля — единственная несущая жизнь планета в ближайшей к нам области Галактики. Мы пробудились ото сна! Мы одиноки, мы и все другие виды — наши фактические родственники, с которыми мы делим Землю. Если современные исследования Солнечной системы заставят нас глубже осознать уникальность нашей маленькой планеты и усилят тем самым нашу решимость избежать самоуничтожения, то они дадут человечеству нечто большее, чем просто сумму новых научных знаний.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

bio.wikireading.ru