Титан, самый большой спутник Сатурна, скорее всего, непригоден для жизни

Исследование, проведенное астробиологом Кэтрин Нейш и ее коллегами, показывает, что подземный океан Титана — крупнейшего спутника Сатурна — скорее всего, является непригодной для жизни средой.

Это открытие означает, что гораздо менее вероятно, что исследователи когда-либо найдут жизнь во внешней Солнечной системе, где расположены четыре «гигантские» планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

«К сожалению, теперь нам придется быть немного менее оптимистичными при поиске внеземных форм жизни в нашей Солнечной системе», — сказала Кэтрин Нейш, профессор наук о Земле. «Научное сообщество было очень воодушевлено возможностью обнаружения жизни в ледяных мирах внешней Солнечной системы, но наша работа предполагает, что это может быть менее вероятным, чем мы думали ранее».

Поиск жизни во внешней Солнечной системе представляет собой значительную область интересов для планетологов, астрономов и космических агентств, таких как НАСА, главным образом потому, что многие ледяные спутники планет-гигантов, как полагают, имеют большие подземные океаны жидкой воды. Например, считается, что под ледяной поверхностью Титана имеется океан, объем которого более чем в 12 раз превышает объем всех океанов Земли.

«Жизнь, которую мы знаем здесь, на Земле, нуждается в воде в качестве растворителя, поэтому планеты и луны с большим количеством воды представляют интерес при поиске внеземной жизни», — говорят ученые.

В новом исследовании астробиологи попытались оценить количество органических молекул, которые могут быть перенесены с богатой органикой поверхности Титана в его подземный океан, используя данные об ударных кратерах.

Кометы, сталкивавшиеся с Титаном на протяжении всей его истории, растапливали поверхность ледяной луны, создавая озера жидкой воды, которая смешивалась с поверхностной органикой. Затем вода проникала сквозь лед, возможно, вплоть до подземного океана Титана.

Используя предполагаемые скорости ударов о поверхность Титана, ученые определили, сколько комет разного размера будет сталкиваться с Титаном каждый год за его историю. Это позволило исследователям предсказать скорость потока воды, несущей органику, которая перемещается с поверхности Титана в его внутреннюю часть.

Они обнаружили, что вес органики, передаваемой таким образом, довольно мал, не более 7500 кг глицина в год — простейшей аминокислоты, из которой состоят белки при жизни. Это примерно такая же масса, как у самца африканского слона. (все биомолекулы, такие как глицин, используют углерод в качестве основы своей молекулярной структуры.)

«Один слон глицина, попадающий за год в океан, в 12 раз превышающий объем земных океанов, недостаточен для поддержания жизни», — говорит Кэтрин Нейш. «В прошлом часто предполагали, что вода равна жизни, но пренебрегали тем фактом, что для жизни необходимы другие элементы, в частности углерод».

Другие ледяные миры (например, спутники Юпитера Европа и Ганимед и спутник Сатурна Энцелад) почти не имеют углерода на своей поверхности, и неясно, сколько углерода можно получить из их недр. Титан — самая богатая органикой ледяная луна в Солнечной системе, поэтому, если его подземный океан непригоден для жизни, это не сулит ничего хорошего для обитаемости других известных ледяных миров.

«Наша работа показывает, что очень сложно перенести углерод с поверхности Титана в его подземный океан — по сути, трудно иметь в одном месте и воду, и углерод, необходимые для жизни», — говорит Кэтрин Нейш.

Полет стрекозы

Несмотря на это открытие, о Титане еще многое предстоит узнать, и для ученых большой вопрос заключается в том, из чего состоит его поверхность?

Кэтрин Нейш является соавтором проекта НАСА «Стрекоза» (Dragonfly), запланированной на 2028 год миссии по отправке роботизированного винтокрылого аппарата (дрона) на поверхность Титана для изучения его пребиотической химии или того, как органические соединения формируются и самоорганизуются для возникновения жизни на Земле и за ее пределами.

«Почти невозможно определить состав богатой органикой поверхности Титана, наблюдая за ней в телескоп через богатую органикой атмосферу», — говорит Кэтрин Нейш. «Нам нужно приземлиться там и взять образцы, чтобы определить ее состав».

На сегодняшний день только международная космическая миссия «Кассини-Гюйгенс» в 2005 году успешно посадила на Титан роботизированный зонд для анализа образцов. Он остается первым космическим аппаратом, совершившим посадку на Титане, и самой дальней посадкой от Земли, когда-либо совершавшейся космическим кораблем.

«Даже если подземный океан непригоден для жизни, мы можем многое узнать о пребиотической химии на Титане и на Земле, изучая реакции на поверхности Титана», — говорит Кэтрин Нейш. «Нам бы очень хотелось знать, происходят ли там интересные реакции, особенно там, где органические молекулы смешиваются с жидкой водой, образующейся в результате ударов комет».

Когда Кэтрин Нейш приступила к своему последнему исследованию, она беспокоилась, что оно негативно повлияет на миссию «Стрекоза», но на самом деле оно привело к еще большему количеству вопросов.

«Если вся талая вода, образовавшаяся в результате ударов, погрузится в ледяную кору, у нас не будет образцов у поверхности, где бы смешались вода и органика. Это регионы, где Стрекоза могла бы искать продукты пребиотических реакций, рассказывая нам о том, как может возникнуть жизнь на разных планетах».

«Результаты этого исследования еще более пессимистичны, чем я предполагала, в отношении обитаемости поверхностного океана Титана, но они также означают, что вблизи поверхности Титана существуют более интересные пребиотические среды, которые мы сможем исследовать с помощью инструментов Dragonfly».