У жовтні минулого 2024 року американське аерокосмічне відомство (NASA) відправило зонд Europa Clipper у бік Юпітера. Ця місія стала ще однією спробою знайти відповідь на питання, яким людство задається багато сотень років: чи одні ми у всесвіті?
Хоча Europa Clipper вже відправився підкорювати неосяжні простори нашої Сонячної системи, проте на його прибуття в місце призначення нам доведеться почекати ще цілих п’ять років. Та й сам зонд хоч і дасть деякі відповіді на важливі питання, але для пошуку безпосередньо життя він не призначений. Але про все по порядку.
Через що весь галас?
Все почалося з апарату «Галілео», який вивчав супутники Юпітера в період із 1995 по 2003 роки. У 1997 році він пролетів на висоті близько 200 кілометрів повз Європу — одного з чотирьох «галілеєвих» супутників планети, названих так на честь великого астронома, що їх відкрив. Тоді зонд зафіксував дивну зміну в навколишній плазмі та магнітному полі.
На той час вчені не змогли зрозуміти, що це було, а тому відклали розгадування цієї таємниці в довгу скриньку. Однак у 2012 році телескоп «Хаббл» зміг побачити ультрафіолетове свічення над Європою, яке було інтерпретовано як викид водяної пари в атмосферу. Подальші спостереження підтвердили цю гіпотезу, що змусило дослідників придивитися детальніше до аномалії, яку зафіксував «Галілео».
Виявилося, що зонд не просто побачив водяну пару, але пролетів крізь викид гейзера! Таким чином, у 2018-му, тобто через 21 рік, таємниця була розкрита, але питань стало ще більше.
Варто зазначити, що підозри про наявність води в Європі існували ще з 70-х років минулого століття. Однак завдяки даним «Галілео» вчені змогли оцінити деформацію Європи під впливом Юпітера та підтвердити свої ідеї. Процес тут нагадує земні відливи та припливи — за рахунок гравітації вода рухається в один бік Європи та йде з іншого, через що дещо змінюється її форма. Якби цей місяць складався з твердого матеріалу, то ці коливання були б незначними, але це не так.
Не Європою єдиною?
У Юпітера чотири основні місяці (ті самі галілеєві супутники) — Іо, Європа, Ганнімед і Каллісто. Загалом навколо планети обертається 95 природних об’єктів.
Іо вважається найбільш вулканічно активним супутником у всій Сонячній системі, тому його поверхня занадто гаряча і непередбачувана, щоб підтримувати на поверхні рідку воду.
Інші ж завдяки гравітаційному впливу та приливним силам Юпітера постійно перебувають у процесі стиснення та розтягування, що генерує внутрішнє тепло та дозволяє підтримувати воду в рідкому стані. Але. Каллісто хоч і може мати океан десь під крижаною шапкою завтовшки 300 кілометрів, але вважається геологічно «мертвою». Тому навряд чи в неї знайдеться енергія для того, щоб дати початок життя.
Ганімед, будучи найбільшим супутником у Сонячній системі (він навіть більше за планету Меркурій) теж може мати рідкий океан, але щоб його виявити, нам би довелося бурити на глибину в 150 кілометрів. До того ж наявність власного магнітного поля ускладнює інтерпретацію отриманих даних.
Тож залишається Європа. Вважається, що товщина льоду на ній становить від 15 до 25 кілометрів, а відсутність великих кратерів говорить про те, що обмін матеріалом між поверхнею та океаном відбувається постійно. При цьому згадані вище гейзери дають людству можливість зазирнути у надра місяця Юпітера без необхідності проводити глибоке буріння.
Принаймні, у NASA сподіваються, що Europa Clipper зможе повторити успіх «Галілео», але з можливістю використовувати для аналізу частинок більш просунуті та спеціалізовані інструменти. Якщо ж пролетіти крізь гейзер не вийде, то існують і альтернативні ідеї, які включають створення апарату Europa Lander для спуску на поверхність, теплового бура і навіть роботів, здатних досягти прихованого світу Європи. Однак це вже плани на наступні етапи місії у віддаленому майбутньому.
То що ми шукаємо?
Головним завданням нинішньої місії є не скільки пошуки життя, стільки пошуки умов для його виникнення. Вже зараз ми знаємо, що на Європі є вуглецеві сполуки (зокрема метан), і навіть оксиди. Тобто як мінімум про два найважливіші елементи для зародження життя в земному розумінні — вуглецю та кисні — ми вже в курсі.
Однак важливо розуміти, що навіть якщо зонд пролетить крізь хмару пари, в якій суто гіпотетично знаходяться місцеві організми, то розпізнати їх не зможе. Europa Clipper і без того стала найбільшою автоматичною міжпланетною станцією, колись запущеною NASA, і однією з найдорожчих місій в історії. Вона має на борту велику кількість обладнання для хімічного, геологічного та теплового аналізів Європи, а наявність додаткових інструментів зробила б її ще більшою, важчою та дорожчою.
Однак є на ній обладнання для пошуків біомаркерів. Тобто, наприклад, вона може знайти якусь складну сполуку на основі вуглецю, яка не могла б виникнути в ході неорганічного синтезу. Або вона може помітити високе співвідношення ізотопу вуглець-12 до ізотопу вуглець-13, що на Землі асоціюється з біологічною активністю.
Хоча їхнє виявлення стало б справжньою сенсацією, все ж таки остаточно підтвердити чи спростувати наявність життя в Європі нам доведеться лише в ході наступних місій.
І що ми знайдемо?
Як і сказано вище, за Europa Clipper, швидше за все, вирушать інші апарати для уточнення даних та аналізу нових параметрів. Все це може зайняти не одне десятиліття і вимагати багатомільярдних фінансових вливань.
Однак давайте трохи «побешкетуємо» і пофантазуємо на тему того, чим можуть закінчитися Europa Clipper та всі наступні місії.
Важливо: текст нижче слід сприймати виключно як спекуляцію без якогось обґрунтування.
Результат дослідження Європи можна сформулювати чотирма основними варіантами і відсортувати в порядку зменшення ймовірності.
Варіант 1. Потрібно більше місій
Найімовірніший варіант, який спадає на думку — ми не виявимо там життя, але «не все так однозначно». Причин тому кілька.
Якщо вчені кажуть «в кімнаті нікого немає», то це означає, що вони заглянули в кожен куточок і під усі плінтуси, щоб переконатися напевно. Якщо ж масштабувати умовну «кімнату» на об’єкт розміром з Європу, то справи стають значно складнішими. Площа поверхні місяця Юпітера становить понад 30 мільйонів квадратних кілометрів. Для порівняння, площа України становить лише 603,6 тисячі квадратних кілометрів, тобто десь у 50 разів менше.
Глибина океану під льодами Європи складає, за різними оцінками, від 60 до 150 км. Для порівняння, глибина Маріанської западини, найглибшого місця Землі, лише 11 кілометрів.
Якщо зважити, що за весь час дослідження земних океанів люди вивчили їх на 5-10%, то на розкриття всіх секретів навіть нашої рідної планети піде ще не одна сотня років. Обсяг рідкої води в Європі, згідно з сучасними оцінками, у 2-3 рази більший, ніж обсяг усіх земних океанів. Загалом, у найближчому майбутньому вченим точно буде чим зайнятися, а може, і їхнім дітям і онукам залишиться.
Варіант 2: Там нічого немає
З озвучених вище причин, цей варіант вважатимемо менш ймовірним.
Однак якщо Europa Clipper або майбутні місії покажуть, що вода в океані Європи надто токсична чи радіоактивна, щоб щось могло вижити там навіть у теорії, то після цього можна буде вирушати шукати позаземне життя кудись в інше місце.
Благо, Всесвіт величезний і місць, де життя може ховатися від нас, вистачає і без Європи.
Варіант 3: Життя?
Що ж, ми знаємо вже зараз, що вуглець на Європі є. Однак навіть на Землі з’єднання на його основі можуть з’являтися в ході процесів, які з життям ніяк не пов’язані, а тому не варто радіти раніше часу.
Однак навіть якщо вчені щось та й знайдуть на місяці Юпітера, це лише викличе нові питання на кшталт «А це взагалі життя?»
Тут непогано було б спуститись на нашу рідну планету, щоб подивитися, в чому проблема. Шкільні підручники з біології кажуть, що визначити життя можна за семи ознаками:
- ріст та розвиток;
- споживання енергії для підживлення внутрішніх процесів (метаболізм);
- здатність до розмноження;
- успадкування батьківських ознак нащадками;
- клітинна будова;
- внутрішня стабільність (гомеостаз);
- реакція на зовнішні подразники.
Наявність цих ознак фіксується у всього живого Землі — від рослин і тварин, до найдрібніших бактерій.
Проте віруси, хоч і складаються з тих самих «будівельних блоків», що й живі організми, але не виконують усі умови зі списку. Через це питання про те, чи варто вважати їх життям, породило численні спекотні дискусії в науковій спільноті, а аргументи «за» та «проти» висловлюються досі. А якщо торкатися класифікації дрібніших «штук» на кшталт віроїдів (патогени рослин, що складаються лише з ланцюжка РНК), то речі лише стають ще дивнішими.
Найочевидніше питання, яке виникає у контексті пошуків життя на Європі, звучить як: а чи мають місцеві організми відповідати земній класифікації? Нехай воно залишиться відкритим.
Але, якщо зірки на небі зійдуться і NASA знайде щось, що відповідає всім семи ознакам життя, то це, швидше за все, буде якийсь прокаріотичний організм, що нагадує земні археї — одноклітинні істоти без ядра і органел, схожі на бактерії, але з ще більш простою будовою.
Варіант археїв був обраний тому, що на Землі вони часто живуть в екстремальних умовах, у тому числі в гідротермальних джерелах, у льодах Арктики і навіть в активних вулканах. Тобто вони є хорошим прикладом того, як живі організми можуть існувати навіть у непридатних для цього умовах.
Вважається, що життя на нашій планеті зародилося в багатих на мінерали теплих стінках «чорних курців» — глибоководних термальних джерел. І якщо на супутнику Юпітера є щось схоже, то вчені будуть мати можливість сфокусувати пошуки «інопланетян» на конкретному місці, замість того, щоб шукати їх по всьому океану.
Варіант 4: А якщо…
Ідея знайти багатоклітинне життя на Європі розбурхує уми любителів космосу по всьому світу, проте надто багато збігів має статися, щоб воно не лише з’явилося, а й вижило.
Навіть якщо заглиблюватися в історію нашої планети, то можна виявити, що на початковому етапі її розвитку сталося кілька подій, які мало не винищили раннє життя під корінь.
Прикладом можуть стати «Сади Едіакара», в яких розвивалися одні з перших багатоклітинних істот. Короткий переказ цієї історії: вони не змогли, а наші далекі предки з’явилися через мільйони років. Тому і на Європі ймовірність того, що багатоклітинні організми ще не з’явилися або вже вимерли, куди вищі за те, що вони живуть прямо в даний час.
Для нашої планети однією з головних віх розвитку життя стала поява фотосинтезу. Для будь-якого життя потрібна енергія, а світло Сонця є по суті її необмеженим джерелом. Однак в океані Європи, прихованому під товстим шаром льоду, такої розкоші не буде, а отже, місцевим організмам доведеться отримувати енергію від хімічних реакцій, джерелом яких є тектонічні процеси. Ця обмеженість у ресурсах стане величезною проблемою для багатоклітинного життя, якщо вона спробує з’явитися у подібних умовах.
Якщо багатоклітинні інопланетяни все ж таки є, то їх зовнішній вигляд може бути абсолютно неймовірним. Однак для натхнення можна подивитися на безхребетних із земних океанів, які можуть вразити різноманітністю форм та стратегій виживання.
Що все ж таки можна сказати напевно, то це те, що в океані Європи ми не знайдемо зелених чоловічків. Ні. Вибачте. Просто ні.
