Американське космічне агентство НАСА потирає руки від радості: виявляється, аби встановити, що приховує океан під льодовим покровом супутника Юпітера Європи, не потрібно свердлити товщу криги — достатньо лишень відправити туди орбітальний зонд, який пролетить крізь хмару водяної пари і визначить її хімічний склад і те, чи немає там часом мікроорганізмів. Таку місію можливо реалізувати вже через десятиліття.
Відкриття гігантського резервуару рідкої води на Європі без перебільшення можна назвати одним із найбільших астрономічних відкриттів кінця минулого століття. Завдяки цьому факту Європа — крижана куля радіусом 3,1 тис. км (дещо меншим, ніж у Місяця) — зайняла одне з перших місць серед потенційних кандидатів на існування позаземного життя, випереджуючи навіть Марс.
На Землі діє правило: всюди, де є хоча б краплина води, існує життя. Відомо також, що живі організми можуть виживати в найекстремальніших умовах — в киплячих підводних джерелах чи серед арктичної криги. Уся поверхня Європи здалеку нагадує шкаралупу звареного накруто яйця, яке впало зі столу і покрилося мережею тонких тріщин.
Детальніші фото супутника, які 1996 року на Землю передав зонд “Галілео”, показали, що великі льодовики на поверхні Європи пересуваються і скупчуються, а утворені тріщини зарубцьовуються свіжим льодом. В тому, що з геологічного погляду вони дуже молоді, не виникало сумнівів. З цього випливає, що товща льоду покриває якийсь матеріал з низькою щільністю — скоріше за все, воду. Крім того, детальний аналізу переміщення “Галілео" в гравітаційному полі Європи дозволив дослідити її внутрішню будову. Вчені встановили, що вона має внутрішнє ядро з нікелю та заліза, оточене менш щільним шаром кремнієвих порід, над яким, своєю чергою, лежить шар завтовшки приблизно 100 км з ще меншою густиною. Усе це найпростіше пояснити тим, що це рідка вода, яка вкрита ззовні кригою.
Але як в далеких та холодних околицях Сонячної системи може існувати рідка вода? Адже температура на поверхні Європи опускається понад -100 °С. Відповідь полягає у тому, що гравітація Юпітера в надрах Європи породжує могутні припливи, які схожі на припливи земних океанів. Як наслідок, лід розколюється і тане через тертя. До речі, такий самий механізм розігріває не лише Європу, а й інший супутник Юпітера Іо, де він зумовлює постійну вулканічну активність.
Додаткові докази на користь підльодовикового океану надали заміри магнітного поля Європи, які також зробив “Галілео”. За підсумками цих замірів вчені встановили, що всередині Європи плинуть електричні струми. На перший погляд, в цьому немає нічого дивного: Європа обертається в магнітному полі Юпітера, а якщо порухати провідником у магнітному полі, у ньому індукується електричний струм (принцип роботи генератора). Але де ж тоді провідник? Що саме проводить електричний струм у супутнику? Відповідь: вода, а ще краще — солона вода. Тож і маємо океан, прихований товщею криги.
Очевидно, одразу з’явилися плани дістатися до цього океану — першого, який відкрили за межами Землі. Однак ніхто ще не знав, яка товщина криги, що покриває цей океан. Але геологи побачили на знімках “Галілео” пейзажі, які дуже нагадували льодові поля Арктики. Це свідчило, що вода повинна бути досить близько до поверхні. “Досить близько” — це, як показали підрахунки, десь від кількох до 20 кілометрів. Буріння на таку глибину проблематично здійснити навіть на Землі, не кажучи вже про далекий космос. Тож що робити? Була навіть ідея вистрелити по Європі ракетою. Вибух мав би викинути в космос шматки льоду, один з яких можна було б захопити і доставити на Землю. Але це варіант радше з фантастики, ніж з реальності.
Саме тому вчених так втішили знімки телескопу “Габбл”, який помітив над поверхнею Європи щось схоже на хмару. Дивне явище було видно на знімках 2012-го, 2014-го і 2016 років. Якщо вода сама виходить на поверхню, її набагато легше досліджувати. Дані “Габбла” підтвердили також фото зонду “Галілео”, на яких видно локальні геологічні формації, які утворює рідка вода, що витікає з-під льоду на поверхню. Подекуди можна розгледіти навіть сліди кріовулканів, які замість лави вивергають воду, сльоту і шматки льоду.
Утім, у вчених ще не було впевненості, що на знімках “Габбла” справді водяна пара, а не якесь спотворення зображення. Фотографії були зроблені на межі можливостей апаратури телескопа, і вчені не могли виключати іншої інтерпретації. Стаття, опублікована нещодавно в журналі Nature Astronomy, ставить всі крапки над “і”. “Ми отримали переконливі докази того, що хмари водяної пари справді витають над Європою”, — каже головний автор дослідження Сяньже Цзя з Мічиганського університету.
Команда Цзя проаналізувала старі дані, які надсилав на Землю зонд “Галілео” з 1996-го до 2003 року. Він кільканадцять разів облетів над поверхнею Європи і під час одного з обертань зафіксував дивну аномалію магнітного поля і властивостей плазми, які вчені тоді не могли пояснити. Астрономи під керівництвом Цзя довели, що “Галілео” пролетів саме крізь водяну хмару.
Положення цієї хмари, крім того, узгоджується з місцем, де її виявив “Габбл” у 2014–2016 рр. Як виявилося, на тому ж місці є температурна аномалія: там дещо тепліше, ніж загалом на поверхні супутника. Це означає, що саме на цьому місці з-під поверхні Європи підіймається струмінь тепла.
Всі ці пазли складаються в одне ціле: льодовий краєвид Європи періодично оживляють гейзери води. Тож НАСА може вже сьогодні почати підготовку до запуску зонда, який міг би взяти проби води на поверхні супутника. Приблизна вартість програми становить 2 млрд доларів, але якщо зонду вдасться зануритися в хмари гейзерів, то вона була б варта навіть ще більших коштів. Усе це дає надії на відкриття століття — перших слідів позаземного життя, яке можуть ховати крижані надра Європи.
До речі, одним із перших Європу “оживив” письменник Артур Кларк, автор оповідання, на основі якого Стенлі Кубрик зняв свій культовий фільм “Космічна одіссея 2001 року”. За Кларком, життя на Європі розвинулось в дуже схожих умовах, що й на дні земних океанів. У так званих рифтових оазисах — підводних щілинах, з яких виходять отруйні випари і гаряча лава — на Землі квітне бурхливе життя. Туди не потрапляють сонячні промені, але організми живить внутрішнє тепло Землі, яке генерує розпад радіоактивних елементів глибоко в її корі.
Життя на Європі могло виникнути і розвинутися в таких самих умовах. От тільки ніхто не може дати відповідь на питання: якщо воно існує, то чи воно таке саме, як життя на Землі? Публікація в Nature Astronomy дає надію, що ми можемо дізнатися про це вже протягом найближчого десятиліття.
Piotr Cieśliński
NASA: spod lodów Europy, księżyca Jowisza, tryska woda. W tych gejzerach może być obce życie
Wyborcza.pl 14/05/2018
Зреферував Євген Ланюк
22.05.2018