|
Могла ли Земля зародить жизнь на Европе
|
|
|
|
Могла ли Земля засеять спутник Юпитера Европу бактериальной жизнью, которая могла бы закрепиться в океане Европы и, возможно, развиться во что-то большее? Такова гипотеза новой статьи Зазы Османова из Тбилисского свободного университета в Грузии, опубликованной в Международном журнале астробиологии.
|
|
|
|
Османов подсчитал вероятность того, что частицы пыли, содержащие живые бактерии, были выброшены из гравитационного поля Земли и долетели до ледяного спутника Юпитера Европы, где они могли приземлиться целыми и невредимыми и проникнуть сквозь трещины во льду Европы, под которыми, по мнению ученых, находится обширное море, способное питать жизнь.
|
|
|
|
Возможность панспермии, в результате которой простейшая жизнь попала на Землю из других уголков Вселенной, обсуждалась десятилетиями. Пыль, метеороиды, астероиды и кометы - все они могли содержать формы жизни, когда сталкивались с Землей.
|
|
|
|
Эту гипотезу невозможно проверить экспериментально, но в статье, опубликованной в Международном журнале астрономии и астрофизики, Османов, который также связан с Национальной астрофизической обсерваторией Грузии им. Э. Харадзе, называет это "проблемой обратной панспермии" и подсчитал, что "через 5 миллиардов лет частицы пыли могут путешествовать в межзвездном пространстве". средний на расстояниях порядка сотен парсеков."
|
|
|
|
|
|
|
Кроме того, учитывая распределение звезд в Млечном Пути, "частицы, испускаемые каждой планетой, достигают 105 звездных систем". Более того, Османов обнаружил, что с одной планеты жизнь может распространиться примерно на тысячу звездных систем.
|
|
|
|
Как работает пример Европы
|
|
|
|
Используя методы, аналогичные описанным в его предыдущей статье, Османов рассмотрел Землю как источник пылевых частиц, а Европу с ее уникальными ледяными и океаническими особенностями - как их конечную точку. Османов разбивает свой анализ на три части:
|
|
|
|
- Могли ли пылинки, несущие жизнь, вырваться за пределы гравитационного поля Земли и в каком количестве?
|
|
|
|
- Могли ли такие пылинки упасть на Европу таким образом, чтобы не уничтожить ее, и в каком количестве?. Если бы они приземлились, могли бы такие крупинки проникнуть сквозь толстую ледяную корку Европы и достичь ее жидкой поверхности?
|
|
|
|
Частицы пыли размером около микрона (миллионной доли метра) могут содержать бактерии примерно такого же размера. Более того, чтобы бактерии могли выжить в любом путешествии, их температура не должна превышать 300 Кельвинов (около 27°C).
|
|
|
|
Пылинки поднимаются в воздух под действием атмосферной турбулентности; учитывая энергию, получаемую при столкновении с космической пылью на высоте 150 километров (93 мили), статья Османова, опубликованная в 2025 году, позволила ему рассчитать максимальную скорость, передаваемую пылинкам на высоте 14 км/с, что превышает земнуюЕго вторая космическая скорость составляет 11,2 км/с.
|
|
|
|
Более простая физика показывает, что скорость частицы на удалении от Земли составляла бы 8,4 км/с, что примерно на 10% быстрее, чем скорость Международной космической станции, обращающейся вокруг планеты. Это происходило бы на протяжении всех 3,5 миллиардов лет существования простой жизни на Земле.
|
|
|
|
От Земли до Европы
|
|
|
|
После того, как частицы пыли покидают Землю, на них действуют три силы: давление солнечного излучения, гравитационная сила Юпитера (которая преобладает над гравитационной силой Солнца после того, как частица преодолеет около 97% расстояния от Солнца до Юпитера) и средняя сила сопротивления межпланетной среды в атмосфере Земли. солнечная система.
|
|
|
|
Османов решил уравнения движения пылинок и выяснил, что их скорость у Юпитера составляет 20,1 км/с. Воздействие пылинок на Европу максимально, когда они падают прямо вниз относительно поверхности Луны. Используя удельную теплоемкость частиц пыли, он обнаружил, что только те частицы, которые падают под очень низким углом — 1 градус по отношению к поверхности, — выживают при ударе, а это означает, что только около трех из тысячи скоплений бактерий выживают при приземлении.
|
|
|
|
Поток примерно одной частицы на квадратный сантиметр в секунду покидает Землю в результате столкновения с космической пылью в атмосфере, или примерно 5*10^18 частиц в секунду, выбрасываемых равномерно во всех направлениях. Используя геометрию для определения доли пылевых частиц, попадающих в зону притяжения Юпитера, Османов выяснил, что около 300 миллионов таких частиц с Земли должны достигать поверхности Европы каждую секунду. (Примечание автора: гораздо больше, чем я мог бы предположить!)
|
|
|
|
Помимо вышеперечисленных, Османов использует два других результата из научной литературы: бактерии, попадающие на поверхность Европы, подвергаются "дезактивации" примерно через 10 000 лет, и примерно от 20% до 40% лунного льда, возраст которого составляет от 30 до 80 миллионов лет, подвергается разрушению в результате приливного нагрева и приливно-отливных явлений. трение, вызванное титаническими силами Юпитера.
|
|
|
|
Моделирование показало, что участки льда могут растаять примерно за 1000 лет, унося бактерии на поверхность океана, а более широкие дыры шириной в десятки километров появятся примерно через 10 000 лет.
|
|
|
|
Что это может означать
|
|
|
|
Сопоставив все эти результаты, Османов пришел к выводу, что "общее количество частиц за указанный период составляет порядка (3-8)*10^23", или близко к молю частиц. Это, заключает он, "убедительно свидетельствует о вероятности присутствия жизни в подповерхностном океане Европы, если биологические и биохимические условия совместимы с жизнью земного происхождения, для определения чего потребуется новая серия исследований".
|
|
|
|
Мы сможем убедиться в наличии жизни на Европе, когда в 2027 году Европейский космический аппарат Europa запустит посадочный модуль с ядерной установкой. Опытные образцы буровых установок, испытанных в Антарктиде, смогли пробурить 30 километров (19 миль) льда за 300 дней, и, в случае успеха, это была бы первая миссия, направленная непосредственно в океан Европы для поиска признаков жизни.
|
|
|
|
Источник
|
