|
Новая миссия раскроет тайны Титана
|
|
|
|
Когда винтокрылый аппарат НАСА "Стрекоза" спустится сквозь густую золотистую дымку к спутнику Сатурна Титану, он увидит до жути знакомую местность. По экватору Титана тянутся дюны. По небу плывут облака. Моросит дождь. Реки текут, образуя каньоны, озера и моря.
|
|
|
|
Но не все так знакомо, как кажется. При температуре минус 292 градуса по Фаренгейту пески дюн состоят не из силикатных зерен, а из органического материала. Реки, озера и моря содержат жидкие метан и этан, а не воду. Титан - холодный мир, насыщенный органическими молекулами.
|
|
|
|
Тем не менее, Dragonfly, винтокрылый летательный аппарат размером с автомобиль, запуск которого запланирован на 2028 год, исследует этот холодный мир, чтобы, возможно, ответить на один из самых важных вопросов науки: Как зародилась жизнь?
|
|
|
|
Поиск ответов о жизни в месте, где она, скорее всего, не сможет выжить, кажется странным. Но в том-то и дело.
|
|
|
|
"Миссия Dragonfly заключается не в обнаружении жизни, а в исследовании химии, которая появилась на Земле раньше биологии", — говорит Зиби Тертл, главный исследователь Dragonfly и планетолог из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. "На Титане мы можем исследовать химические процессы, которые, возможно, привели к возникновению жизни на Земле, не усложняя картину".
|
|
|
|
|
|
|
На Земле жизнь изменила почти все, похоронив своих химических предков под эонами эволюции. Даже современные микробы полагаются на множество реакций, чтобы продолжать извиваться.
|
|
|
|
"Прежде чем переходить к биологии, нужно пройти путь от простой химии к сложной, но мы не знаем всех этапов", - сказал Тертл. "Титан позволяет нам раскрыть некоторые из них".
|
|
|
|
Титан — это нетронутая химическая лаборатория, где в прошлом взаимодействовали все известные ингредиенты для жизни — органика, жидкая вода и источник энергии. То, что обнаружит Dragonfly, прольет свет на прошлое, с тех пор стертое с лица Земли, и улучшит наше понимание обитаемости и того, является ли химический состав, породивший жизнь на Земле, универсальным правилом или удивительной космической случайностью.
|
|
|
|
До миссии НАСА "Кассини-Гюйгенс" исследователи не знали, насколько Титан богат органическими молекулами. Данные миссии в сочетании с лабораторными экспериментами выявили молекулярный "шведский стол" из этана, пропана, ацетилена, ацетона, винилцианида, бензола, цианогена и многого другого.
|
|
|
|
Эти молекулы выпадают на поверхность, образуя толстые отложения на ледяной породе Титана. Ученые полагают, что там могли бы зародиться химические процессы, связанные с жизнью, - если бы им дали немного жидкой воды, например, в результате столкновения с астероидом.
|
|
|
|
Войдите в кратер Селк, место падения которого имеет ширину 50 миль. Это ключевое место для стрекоз не только потому, что оно покрыто органикой, но и потому, что там, возможно, долгое время была жидкая вода.
|
|
|
|
В результате удара, в результате которого образовался Селк, ледяная порода расплавилась, образовав временный бассейн, который мог оставаться жидким в течение сотен или тысяч лет под изолирующим слоем льда, подобно зимним прудам на Земле. Если бы в состав был добавлен натуральный антифриз, например, аммиак, бассейн мог бы оставаться незамерзшим еще дольше, смешивая воду с органикой и кремнием, фосфором, серой и железом, содержащимися в ударном элементе, образуя первозданный бульон.
|
|
|
|
"По сути, это длительный химический эксперимент", - сказала Сара Херст, химик-атмосферист из Университета Джона Хопкинса и один из исследователей научной команды Dragonfly. "Вот почему Титан так интересен. Это естественная версия наших экспериментов по зарождению жизни, за исключением того, что они проводились гораздо дольше и в планетарном масштабе".
|
|
|
|
На протяжении десятилетий ученые моделировали ранние условия на Земле, смешивая воду с простой органикой для приготовления "пребиотического супа" и запуская реакции с помощью электрического разряда. Проблема во времени. Большинство тестов длятся недели, возможно, месяцы или годы.
|
|
|
|
Однако лужи расплава в кратере Селк, возможно, просуществовали десятки тысяч лет. Это все же меньше, чем сотни миллионов лет, которые потребовались жизни на Земле, но, возможно, этого времени достаточно для возникновения критических химических процессов.
|
|
|
|
"Мы не знаем, возникла ли жизнь на Земле так долго из-за того, что условия должны были стабилизироваться, или потому, что химия сама по себе требовала времени", - сказал Херст. "Но модели показывают, что если вы добавите органику Титана в воду, то десятки тысяч лет - это достаточный срок для развития химии".
|
|
|
|
Dragonfly проверит эту теорию. Приземлившись недалеко от Селка, он будет летать от участка к участку, анализируя химический состав поверхности, чтобы исследовать замороженные остатки того, что могло быть химией пребиотиков в действии.
|
|
|
|
Морган Кейбл, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии и один из исследователей Dragonfly, особенно восхищен прибором Dragonfly Mass Spectrometer (DRAMs). Разработанный Центром космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, с ключевой подсистемой, предоставленной CNES (Национальным центром космических исследований), DRAMs будет искать индикаторы сложного химического состава.
|
|
|
|
"Мы ищем не точные молекулы, а структуры, которые предполагают сложность", - сказал Кейбл. Например, на Земле аминокислоты, составляющие основу белков, образуются в определенных структурах. Мир, в котором не было бы жизни, производил бы в основном простейшие аминокислоты и образовывал бы меньше сложных.
|
|
|
|
Как правило, Титан не считается пригодным для жизни; на нем слишком холодно для возникновения жизни в том виде, в каком мы ее знаем, а на поверхности нет жидкой воды, где содержатся органические вещества и вероятные источники энергии.
|
|
|
|
Тем не менее, ученые предположили, что если в каком—то месте есть ингредиенты для жизни и достаточно времени, то должны возникнуть сложные химические процессы и, в конечном счете, жизнь. Если на Титане окажется иначе, это может означать, что мы неправильно поняли что-то о зарождении жизни, и оно может быть более редким, чем мы думали.
|
|
|
|
"Мы не узнаем, насколько легко или сложно протекают эти химические процессы, если мы не отправимся туда, поэтому нам нужно пойти и посмотреть", - сказал Кейбл. "Это самое интересное в путешествии на планету, подобную Титану. Мы как детективы с увеличительными стеклами, смотрим на все и гадаем, что же это такое".
|
|
|
|
Источник
|
