Это простые углеводороды, которые могли образоваться еще на этапе формирования Солнечной системы. Вместе с водяным льдом, морями метана и этана, которые присутствуют на Титане, они создают условия для существования жизни и делают его главным кандидатом для поиска ее внеземных форм, полагают исследователи. Подробнее — в материале «Известий».
Как ученые нашли органику на Титане
Ученые из Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) рассчитали количество органики в составе пород Титана. Полученные результаты позволили сделать вывод, что этот крупнейший спутник Сатурна может быть главным кандидатом на обнаружение внеземной жизни в Солнечной системе. Об этом «Известиям» рассказали в Минобрнауки РФ.
Как пояснили исследователи, в настоящее время это небесное тело — объект пристального внимания научного сообщества. В частности, в 2004 году он стал объектом для дистанционного изучения зондом Cassini. Эта миссия, в частности, обнаружила на поверхности Титана моря и реки жидкого метана и этана, а также открыла сложную органическую химию в его атмосфере. Кроме того, в январе 2005-го на спутник Сатурна опустился аппарат Huygens. С его помощью были сделаны первые снимки с поверхности спутника.
Следующую экспедицию на Титан — межпланетную станцию Dradonfly, как ожидается, отправят в 2028 году. На спутник она прибудет спустя еще шесть лет.
По словам российских ученых, долгое время считалось, что Титан состоит преимущественно из камня и водяного льда. Однако его низкая средняя плотность, которая составляет около 1,8 г/см³, не укладывается в существующие модели. Расчеты показали, что если бы спутник Сатурна состоял только из этих компонентов, то он был бы слишком тяжелым и не соответствовал реальным данным.
— Численное моделирование показало, что для объяснения наблюдаемых параметров в составе Титана должно присутствовать очень большое количество легкого вещества. Это может быть органика — сложные углеродистые соединения, которые аналогичны земным керогенам, битумам или битуминозным углям, — рассказала «Известиям» научный сотрудник лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов ГЕОХИ РАН Анна Дунаева.
По ее словам, в настоящее время наиболее распространено представление, которое предполагает наличие на Титане разделенных каменного ядра и водно-ледяной оболочки с обширным подповерхностным океаном. В соответствии с расчетами, в этой модели наличие легкой органической компоненты в структуре — необходимое условие. Причем такая расслоенность возможна, если в спутнике Сатурна содержится от 10 до 28% этого материла (в зависимости от того, из каких твердых пород он был изначально сформирован).
Как считают исследователи, органика, которая вошла в состав пород Титана, могла образоваться еще на этапе формирования Солнечной системы, когда межзвездные пыль и лед собирались в крупные тела. Также она могла быть доставлена на спутник с помощью метеоритов и комет.
Какие факторы нужны для появления жизни
Как объяснила Анна Дунаева, состав каменной компоненты с 20−28% органического материала близок к веществу комет и согласуется с составом других ледяных лун и большинства объектов пояса Койпера (области Солнечной системы за орбитой Нептуна. — Ред.). Это позволяет предполагать генетическую связь кометного вещества с веществом регулярных спутников планет-гигантов, что, в свою очередь, может указывать на общий резервуар материала-предшественника во внешней части Солнечной системы.
— Космос — это не просто вакуум. Это довольно пыльная среда, где в крошечных частицах органика могла образовываться под действием ультрафиолета, лучей радиации и других факторов. Либо она могла возникнуть на этапе формирования Солнечной системы — на ее окраинах, потому что органика плохо переносит нагрев, — отметила ученый.
Вместе с тем значительные запасы органического материала в совокупности с подледным океаном воды, морями метана и этана, которые присутствуют на Титане, делают это небесное тело главным кандидатом на обнаружение внеземной жизни, сообщила она.
По словам исследователя, сами по себе органические молекулы остаются безжизненными, но вода может сыграть роль растворителя и катализатора. В ней под действием различных факторов (радиационного нагрева, гамма-лучей, энергетических заряженных частиц) могут происходить реакции, которые в конечном счете приведут к созданию живых организмов. Спутник Сатурна, с его гигантскими океанами под ледяной коркой и невероятными запасами органики, представляет собой уникальную лабораторию, где все необходимые ингредиенты могу смешаться в правильной пропорции.
Предложенная гипотеза не исключает возможности занесения жизни с Титана на Землю с помощью метеоритов или комет, добавила Анна Дунаева. Проверка этой теории — одна из задач миссии Dragonfly. Данные, полученные в ходе исследования, могут быть полезны в проектировании этой экспедиции.
— Исследование спектров излучения из далеких молекулярных облаков в межзвездной среде позволило открыть более 300 типов молекул. В том числе те, которые содержат десятки атомов. Большинство из них — органические соединения — угарный газ и метан, этиловый спирт, аминокислоты и другие. Из них формируется твердое вещество — будущие астероиды и планеты. Анализ состава метеоритов и астероидов показал, что огромное количество органики было и в газопылевом облаке, из которого сформировались объекты Солнечной системы, — рассказал «Известиям» директор Астрономической обсерватории Иркутского государственного университета, старший научный сотрудник Института солнечно-земной физики СО РАН Сергей Язев.
Поэтому простейшая органика присутствовала на Титане с самого начала, пояснил он. Затем в недрах спутника при высоких давлениях и температурах могли происходить химические реакции, в результате которых формировались новые и новые органические вещества. Это позволяет предположить, что Титан (как и другие крупные спутники планет-гигантов) мог оказаться биореактором, где за 3−4 млрд лет сформировались некие формы жизни. Однако, по его словам, пока это гипотеза.
Вместе с тем сценарий переноса живых организмов на Землю на кометах не нарушает законов природы, добавил эксперт. Однако даже для нее это сложная инженерная задача. Не стоит забывать, что молодая Земля сама была идеальным биореактором с водой, органикой и энергией.
— Титан — единственное тело в Солнечной системе, кроме Земли, где на поверхности доказано существование жидкости. Кроме того, в его плотной атмосфере под воздействием солнечного ультрафиолета и космической радиации из метана и азота синтезируются сложные органические молекулы. Эти соединения, выпадая на поверхность, образуют подобие «пребиотического бульона» — набора первичных условий для формирования жизни, — объяснил эксперт по космической микробиологии, профессор Высшей экологической школы Югорского государственного университета Олег Коцюрбенко.
Он отметил, что на Титане можно изучать две потенциально обитаемые среды. Первая — это поверхность, где при крайне низких температурах происходит активная органохимия с жидким метаном в качестве растворителя. Вторая — подледный водно-аммиачный океан, где условия могут быть похожи на земные. При этом проблемой может быть нехватка доступной органики и энергии. Но если, как утверждают исследователи, ядро спутника Сатурна обогащено органическими соединениями, они могут поступать в океан через гидротермальные источники.
