Галилеевы спутники Юпитера, возможно, получили строительные блоки жизни еще на стадии зарождения.
Представьте себе мир, где под многокилометровой коркой льда плещутся океаны соленой воды, а в черноте космоса над ними сияет огромный газовый гигант. Звучит как научная фантастика, но это реальность системы Юпитера. И теперь у нас есть веские основания полагать, что в этих ледяных мирах с самого их рождения скрывались не просто вода, а настоящие «кирпичики» для строительства живых организмов.
Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) совместно с коллегами из Франции и Ирландии совершили настоящий прорыв в астробиологии. В ходе двух исследований, опубликованных в авторитетных журналах The Planetary Science Journal и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, они восстановили химическую «родословную» знаменитых галилеевых спутников: Европы, Ганимеда, Каллисто и вулканического Ио.
Где рождаются ингредиенты жизни? В космических «инкубаторах»
Чтобы жизнь когда-либо зародилась, нужны сложные органические молекулы (СОМ) — богатые углеродом соединения, содержащие кислород, азот и водород. Но откуда они берутся? Оказывается, космос — это гигантская химическая лаборатория.
В ходе экспериментов выяснилось, что если крошечные ледяные крупинки, набитые метанолом или смесью углекислого газа с аммиаком, подвергнуть умеренному нагреву или облучению ультрафиолетом (в условиях, похожих на те, что царят в протопланетных дисках), они начинают порождать эти самые органические соединения.
Доктор Оливье Мусис, ведущий автор исследования из SwRI, объясняет: «Мы соединили эволюцию космического диска с моделями перемещения частиц. Это позволило нам впервые точно рассчитать, какому именно излучению и теплу подвергались ледяные зерна в реальных астрофизических условиях. Сравнив наши расчеты с лабораторными данными, мы подтвердили: создание «кирпичиков жизни» возможно как в первичном облаке вокруг молодого Солнца, так и в локальном диске, из которого формировался сам Юпитер».
Путешествие длиною в вечность: как органика попала на спутники
Команда разработала сверхточные модели, которые отследили путь каждой пылинки. Они реконструировали физическую и химическую историю материалов, из которых миллиарды лет назад слепили свои тела Европа, Ганимед и их соседи.
Результаты моделирования поражают воображение. Оказалось, что значительная часть ледяных зерен не просто «варилась» в органическом бульоне, но и успешно доставила эти новообразованные соединения в зону строительства спутников. В некоторых сценариях почти половина всех частиц перенесла сложную органику из протосолнечной туманности в окрестности Юпитера без малейших химических изменений!
Но это еще не все. Исследование показало, что органические молекулы могли синтезироваться и прямо на месте — в теплых областях вокруг самого Юпитера. Там было достаточно энергии, чтобы запустить те же самые химические процессы. Таким образом, ледяные луны получили «приданное» в виде органики из двух источников сразу: из общегалактического «супа» и из собственной «кухни» Юпитера.
От химии к биологии: надежда для подледных океанов
Почему это открытие так важно? Потому что под ледяной корой Европы, Ганимеда и Каллисто, как считают планетологи, скрываются гигантские подземные океаны. Теперь выясняется, что у этих океанов есть не только вода и энергия (от приливного воздействия Юпитера), но и полный набор химических элементов, необходимых для запуска пребиотических процессов — например, для сборки аминокислот и нуклеотидов.
«Наши выводы рисуют совершенно иную картину рождения этих миров, — комментирует доктор Мусис. — Они сформировались не как стерильные глыбы льда и камня. Они с самого начала обладали богатым химическим "наследством", которое затем, смешавшись с жидкой водой в недрах, создало идеальную среду для химической эволюции».
Взгляд в будущее: миссии, которые все изменят
Прямо сейчас к системе Юпитера мчатся два космических разведчика: NASA Europa Clipper и европейский Juice. Их задача — изучить состав поверхностей и глубин этих лун в поисках признаков обитаемости.
Работа, проделанная учеными SwRI, становится ключом к расшифровке тех данных, которые передадут зонды. «Теперь мы знаем, какие именно молекулы искать и где они могли образоваться. Объединив лабораторную химию, астрофизику и компьютерное моделирование, мы смогли заглянуть в прошлое и понять, как задолго до появления человека в системе Юпитера создавались условия для будущей жизни», — заключает Мусис.
Мы стоим на пороге величайшего открытия. Возможно, ответ на вопрос «Одиноки ли мы во Вселенной?» начнется не с марсианской пустыни, а с ледяных равнин далекой Европы.
