От холодного мира к теплому прошлому: новая парадигма Цереры
Церера долгое время считалась безмолвным, замерзшим миром, типичным обитателем главного пояса астероидов. Этот исполинский шар из камня и льда, казалось, навсегда впал в космическую спячку. Однако новые данные рисуют совершенно иную, поразительную картину. Под холодной, испещренной кратерами поверхностью скрывается история бурного и теплого прошлого. Ученые все чаще рассматривают Цереру не как мертвый камень, а как потенциально обитаемый оазис в далеком прошлом, где могла кипеть подземная жизнь. Ключом к этой трансформации нашего понимания стало открытие глубокого, долгоживущего источника энергии, способного поддерживать условия, пригодные для жизни.
Миссия NASA Dawn, завершившаяся в 2018 году, стала поворотным пунктом в изучении Цереры. Аппарат обнаружил на ее поверхности загадочные яркие области, которые оказались отложениями солей. Эти соли были признаком того, что в не таком уж далеком прошлом из недр карликовой планеты на поверхность просачивалась жидкость. Последующий анализ, проведенный в 2020 году, подтвердил существование обширного подповерхностного резервуара с соленой водой — настоящего рассола. Кроме того, Dawn обнаружил на Церере органические материалы, сложные молекулы на основе углерода, которые являются фундаментальными строительными блоками жизни.
Два ключевых элемента для потенциальной жизни — вода и органические молекулы — были налицо. Но для полноты картины не хватало третьего, решающего компонента: долговременного источника энергии, который мог бы подпитывать метаболизм гипотетических микроорганизмов. Это недостающее звено и было найдено в новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances.
Ученые под руководством Сэма Курвилла создали сложные тепловые и химические модели, которые реконструировали геологическую историю Цереры с момента ее формирования. Моделирование показало, что в глубоком прошлом, примерно от 2,5 до 4 миллиардов лет назад, недра карликовой планеты были достаточно горячими благодаря распаду радиоактивных элементов, таких как алюминий-26 и железо-60. Этот внутренний жар растопил подповерхностный лед, создав глобальный океан жидкой воды, и запустил процессы гидротермальной активности.
Горячие, богатые минералами и растворенными газами флюиды поднимались из разогретого каменного ядра и смешивались с водами подповерхностного океана. На Земле подобные гидротермальные источники, так называемые «черные курильщики», являются настоящими оазисами жизни, поддерживающими огромные экосистемы за счет хемосинтеза. Исследование предполагает, что аналогичный процесс мог протекать и на Церере, создавая постоянный и долгоживущий источник химической энергии. Это означает, что на карликовой планете в изобилии присутствовали необходимые молекулы для поддержания метаболизма некоторых выносливых микроорганизмов.
Важно подчеркнуть, что ученые не нашли доказательств существования самой жизни, но они определили, что на Церере были все необходимые для нее условия: вода, органические вещества и энергия. Как отметил Сэм Курвилл, если бы жизнь там каким-то образом зародилась, у нее была бы полноценная «пища» для выживания в течение долгого периода.
Сегодня Церера — это холодный и ледяной мир. Радиоактивный «двигатель» в ее недрах почти полностью остыл, и большая часть жидкости превратилась в лед или чрезвычайно концентрированный рассол. В отличие от спутников Юпитера и Сатурна — Европы и Энцелада, — которые разогреваются за счет гравитационного притяжения планет-гигантов, Церера лишена такого внешнего источника тепла. Поэтому пик ее потенциальной обитаемости остался в глубоком прошлом.
Это открытие имеет фундаментальное значение не только для Цереры, но и для всей Солнечной системы. Оно указывает на то, что множество других ледяных тел среднего размера — карликовых планет и спутников — которые не испытывают значительного гравитационного нагрева, могли пережить подобный период внутреннего разогрева и гидротермальной активности вскоре после своего формирования. Это расширяет список миров, которые в прошлом могли быть пригодны для жизни, и заставляет по-новому взглянуть на потенциальные очаги обитаемости.