Есть ли жизнь в Океане Энцелада, под Южным полюсом?

[Zhak RRR]

Геологически активный спутник Сатурна Энцелад может являться тем местом в нашей Солнечной системе, где есть все необходимые условия для возникновения примитивных форм жизни.
Группа Мэтсона считает, что и на Энцеладе азот появляется в результате термического разложения аммиака, для чего необходима высокая температура в недрах этого спутника – порядка 500–800 К. Такое предположение сразу же объясняет и проблему появления метана, так как он может быть образован путем восстановления моно- или двуокиси углерода. Присутствие в материале гейзеров ацетилена и пропана также наводит на мысль о каталитических реакциях при очень высокой температуре. Для синтеза ацетилена «напрямую» из метана потребовались бы температуры около +1500°С, что представляется невероятным. Однако он может появляться как вторичный продукт при распаде углеводородных соединений с длинными цепочками, которые, в свою очередь, требуют контакта жидкой воды с катализаторами (глины и некоторые металлы) при умеренно высокой температуре.
Может ли быть так, что Энцелад был внутри горячим на определенном этапе своей эволюции, а сейчас уже остыл и лишь выбрасывает в окружающее пространство элементы и соединения, образованные задолго до прибытия к нему Cassini? В принципе, наверное, может, но если в полярных гейзерах более 90% вещества приходится на воду, то значительно проще думать, что под южным полюсом Энцелада она и сейчас находится в жидком состоянии.
 

Вырисовывается удивительная картина: Энцелад должен иметь воду в жидком состоянии, контактирующую с горячими породами и металлами. Но если обстановка в его недрах именно такова и благоприятна для синтеза ацетилена и пропана, да еще и азот и метан там присутствуют, то должны идти и другие химические реакции с образованием сложных органических соединений, вплоть до аминокислот. А это уже тянет на сенсацию! Обнаружение вне Земли «строительных блоков» для возникновения примитивной жизни станет грандиозным прорывом в истории человечества, значение которого трудно переоценить. И все-таки подчеркнем, что пока это хотя и очень интригующая, но все же гипотеза.
 

К сожалению, спектрометр INMS не может зарегистрировать аминокислоты в выбросах с Энцелада: и чувствительности не хватает (все-таки их должно быть очень мало!), и предельная молекулярная масса обнаруживаемых соединений – 99 единиц. Впрочем, во время предстоящих пролетов на рекордно низкой высоте 23–25 км (12 марта, 11 августа и 9 октября 2008 г.) у аппарата будет шанс пройти прямо сквозь энцеладовский гейзер и зафиксировать в малых концентрациях и другие соединения, указывающие на каталитическую химию в недрах спутника. Ну а для более детального исследования этого удивительного феномена потребуется доставка в систему Сатурна более чувствительных приборов…
 

Горячие гейзеры – как они работают?
 

А тем временем 9 ноября 2006 г., спустя 16 месяцев после того, как у Энцелада впервые был обнаружен газовый шлейф, станция Cassini провела первую дистанционную съемку спутника с помощью спектрометра CIRS. Столь длительный перерыв в наблюдениях объясняется просто: нужно было дождаться такого «удачного» пролета мимо спутника, чтобы в объективы его приборов попал именно южный полюс Энцелада. И хотя минимальное расстояние в этом пролете составило 91500 км, наблюдения оказались очень успешными.
 

В ходе съемки было подтверждено, что тепловыделение идет в основном из южнополярных тектонических разломов («тигровая шкура»), хотя увидеть сами трещины при разрешении 30 км не удалось. Активность на южном полюсе Энцелада по сравнению с той, что была в июле 2005 г., существенно не изменилась и остается высокой. По интенсивности теплового излучения в диапазоне 10–16 мкм ученые нашли, что пиковая температура поверхности на полюсе достигает 85 К, а по вариациям яркости в зависимости от длины волны удалось установить, что в этой области имеются малые участки – по-видимому, полосы шириной в несколько сот метров вдоль полос «тигровой шкуры», – температура которых достигает по крайней мере 130–145 К, а может быть, и намного выше. При математическом моделировании процессов выброса наилучшее согласование с наблюдениями получается при температуре вещества гейзера порядка 225 К (-48°C).
 

Для сравнения: поверхность Энцелада на низких широтах нагревается в дневное время солнечными лучами лишь до 70–80 К. Таким образом, без внутреннего механизма нагрева тут никак не обойтись – сделать недра Энцелада горячими могут либо приливо-отливные силы со стороны Сатурна, либо распад содержащихся внутри него радиоактивных элементов.
 

В марте 2007 г. на очередной лунно-планетной научной конференции в Хьюстоне Терри Хёрфорд (Terry A. Hurford) рассказал о возможном приливном механизме действия «тигровых полос». Орбита Энцелада немного эллиптична (ее эксцентриситет 0.0047), а вращение спутника синхронно с движением вокруг планеты. В результате в ледяной коре спутника возникают силы сжатия или растяжения – в зависимости от его положения на орбите. Хёрфорд утверждает, что трещины должны раскрываться вблизи апоцентра и закрываться через полвитка и что сразу после раскрытия можно ожидать особенно мощного выброса. Под слоем льда плещется море?
 Итак, как было сказано выше, на южном полюсе под ледяным покровом Энцелада может находиться «море» из жидкой воды. По крайней мере, на это указывают все данные с Cassini, собранные воедино.
В планетологии есть такое понятие – дифференциация: более плотное вещество смещается к центру планеты или спутника, а более легкое – к поверхности. Чем тяжелее объект, тем более вероятно, что его вещество прошло через такую «сортировку»; «по умолчанию» считалось, что маленькому Энцеладу такая судьба не грозила. При этом дифференциированные тела обычно имеют более сферическую форму, чем недифференциированные – из-за того, что основная доля массы сосредотачивается в центре, эффекты от вращения и приливов становятся менее заметными.
Форма многих небесных тел в Солнечной системе приближенно описывается трехосным эллипсоидом. Для спутников, которые находятся в синхронном вращении (как Энцелад), самая длинная ось – это «приливо-отливная» ось, направленная к центру планеты, самая короткая – полярная, а третья имеет промежуточную длину. Для Энцелада эти оси составляют 256.6±0.5 км, 248.3±0.2 км и 251.4±0.2 км соответственно. Когда в 2006 г. группа Кэролин Порко (Carolyn C. Porco), занимающаяся анализом снимков камеры ISS и определением геометрических характеристик, получила эти данные, она не смогла сделать однозначный вывод о внутреннем строении Энцелада. Недифференциированная модель подходила лучше, но смущала довольно сильная степень сплюснутости и сильные аномалии: южный полярный радиус был на 0.4 км меньше ожидаемого, а на 50°ю.ш. уровень поверхности проходил на 0.4 км выше расчетного. Опять южнополярная область Энцелада проявляла свою уникальную природу!


Разобраться в этом попробовали Дж.Коллинз и Дж.Гудман. Они представили результаты компьютерного моделирования Энцелада исходя из его известных физических параметров и из допущения того, что он, во-первых, имеет ядро из скалистых пород и мантию из водного льда, а во-вторых, имеется источник тепловой энергии, обеспечивающий таяние льда в области контакта с ядром. Кстати, этим источником не может быть внутреннее тепло радиоактивного распада, так как его мощность оценивается всего в 0.3 ГВт – на порядок меньше, чем Энцелад выделяет. Гораздо более вероятно, что Энцелад разогревает приливная энергия из-за резонанса с Дионой и эксцентричности орбиты.

Расчеты показали, что при таких условиях вероятно образование подледного моря, которое будет простираться по высоте от ядра до уровня 4–10 км от поверхности, а по площади – примерно до 50°ю.ш. Вода занимает меньший объем, чем лед, и из-за этого радиус спутника над морем уменьшается на 2.3–3.3 км. Очень близкая к наблюдаемой форма Энцелада получается при плотности ядра 2.6 г/см3 и начальном радиусе спутника 252.6 км. Подледное море будет существовать стабильно, пока действует источник нагрева, а связанная с ним гравитационная аномалия должна привести к такой переориентации оси вращения спутника, чтобы море находилось в полярном районе.
Коллинз и Гудман надеются, что в ходе дальнейшего исследования Энцелада их теория будет подтверждена. Во-первых, определение осевого момента инерции и формы гравитационного поля Энцелада покажет, является ли в действительности спутник дифференциированным небесным телом или нет. Во-вторых, более тщательное определение формы Энцелада позволит составить его топографическую карту и сравнить распределение высот с тем, которое было предсказано теоретической моделью.
 

[Diman]

Да это же целая лекция!

[5этаж]

Энцелад --- ключевой объект теста на распространенность жизни...

[Diman]

Что-то тема заглохла?

[Проходящий Кот]

Когда кто-то слетает туда, тогда и будет что обсуждать дальше.....

[Ssid]

Zhak RRR, этой статье 4-5 лет.
То что там пишется как "предполагаемые исследования" - уже сделано. И раз все тихо - значит ничего интересного не нашли.
Что-то поновей есть?

[Сова]

Да это же целая лекция!

это не лекция, а просто статья из "новости космонавтики" пятилетней давности, зачем-то сюда перенесенная... 8-0

[5этаж]

Так Энцелад живой или нет?

[Sharkу]

Есть ли жизнь на Энцеладе
нет ли жизни на Энцеладе
... науке это не известно.

[Иван Овчинников]

Энцелад - спутник Сатурна. Его поверхность почти полностью состоит из "водяного льда". По этим данным создона много теорий но одна из самых известных - океан под поверхностью Энцелада в котором возможна жизьн морских существ.

[vika vorobyeva]

Объединила темы.

[Иван Овчинников]

Объединила темы.

Спасибо.

[Arton]

Судя по всему, Энцелад – наглядная иллюстрация промежуточной эволюционной стадии между Европой и Ио. И ее скоротечность не позволяет говорить о формировании здесь Жизни.

[Иван Овчинников]

Судя по всему, Энцелад – наглядная иллюстрация промежуточной эволюционной стадии между Европой и Ио. И ее скоротечность не позволяет говорить о формировании здесь Жизни.

Я так не думаю. Поскольку этот океан подольдом!!!! Поскольку вы знаете то-что лёд это несколькое подобие снега и снег наоборот работает как утеплитель. Таким образом вода подольдом может быть очень тёплой и вполне пригодной для жизни. Также как вы знаете в воде производятся аминакислоты из которых  в свою очередь происходят белки неопхадимые для жизни.

[Андрей Курилов]

Судя по всему, Энцелад – наглядная иллюстрация промежуточной эволюционной стадии между Европой и Ио. И ее скоротечность не позволяет говорить о формировании здесь Жизни.

В том-то и дело. Любая минутная тёплая лужа в Солнечной Системе теперь приподносится британскими учёными как

ключевой объект теста на распространенность жизни

[Иван Овчинников]

Судя по всему, Энцелад – наглядная иллюстрация промежуточной эволюционной стадии между Европой и Ио. И ее скоротечность не позволяет говорить о формировании здесь Жизни.

В том-то и дело. Любая минутная тёплая лужа в Солнечной Системе теперь приподносится британскими учёными как

ключевой объект теста на распространенность жизни

Неа тёплых луж всего 2. Марс - пуп земли. И Энцелад.

[gervladger]

Неа тёплых луж всего 2. Марс - пуп земли. И Энцелад.

Марс-то с какого боку?

[Андрей Курилов]

Сия цитата мне не принадлежит, кстати. Я тоже не понял, к чему мне это ответили.

[Иван Овчинников]

Неа тёплых луж всего 2. Марс - пуп земли. И Энцелад.

Марс-то с какого боку?

Просто нашли там сленды воды и может атм есть вода и ещё там есть вода образный лёд.

[vika vorobyeva]

Кроме Земли, "теплые лужи" в Солнечной системе могут быть на Марсе (на глубине несколько километров в зонах, приуроченных к свежим вулканическим разломам), на Европе (подо льдом, глубина которого по разным оценкам составляет 5-20 км), на Ганимеде и Каллисто (там толщина ледяной коры ~100 км) и на Энцеладе. Энцелад хорош тем, что его "теплая лужа" имеет сообщение с поверхностью – чтобы взять пробы вещества, его лед не надо бурить.
Энцелад интересен как раз тем, что имеет самый доступный подледный океан в Солнечной системе. Даже если там нет жизни, крайне интересно будет узнать, на каком этапе там находится химическая (предбиологическая) эволюция. Это где-то даже интереснее, чем найти там готовых микробов. Станет ясно, каким образом зарождается жизнь (и какие этапы проходит преджизнь прежде, чем стать жизнью).