Mars. W poszukiwaniu życia. David A. Weintraub

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ te cechy były obserwowane z niewystarczającą precyzją, by wytworzyć zainteresowanie Jowiszem, które doprowadziłoby astronomów do takiej fascynacji tą planetą jak Marsem.

      Przez kilka początkowych dekad XVII w. Jowisz był źródłem wielu spekulacji dotyczących życia pozaziemskiego. Ich źródłem był sam Johannes Kepler, który stworzył współczesną matematyczną astrofizykę, kiedy odkrył, że planety krążą wokół Słońca po elipsach, a nie okręgach, ze Słońcem w jednym z ognisk elipsy. Kepler w odpowiedzi na odkrycie przez Galileusza czterech dużych księżyców Jowisza zasugerował, że samo istnienie księżyców jowiszowych dowodzi tego, że Jowisz jest zamieszkały32. Bo z jakiego powodu, wyjaśniał Kepler, Bóg stworzyłby te księżyce, jeśli nie dla samej radości mieszkańców Jowisza?

      Jowisz jest jednak dość daleko od Słońca. W związku z tym ilość ciepła otrzymywanego od Słońca przez górne warstwy atmosfery Jowisza byłaby zdecydowanie niewystarczająca dla utrzymania wody w stanie ciekłym. Od szczytu chmur Jowisza temperatura wzrasta wraz z głębokością, tak że temperatury powyżej punktu zamarzania wody zaczynają się na głębokości kilkuset kilometrów. Jednakże na tych głębokościach ciśnienie jest już prawie dwadzieścia razy większe niż na powierzchni Ziemi, a wraz z dalszym wzrostem głębokości ciśnienie i temperatura wzrasta dramatycznie. Czy życie mogłoby przetrwać i rozwijać się w górnej atmosferze bez ciekłej wody? Czy życie w głębi atmosfery byłoby w stanie wytrzymać olbrzymie ciśnienie wytwarzane przez wielką masę Jowisza oraz siłę pola grawitacyjnego planety? W najlepszym razie jest to niezwykle trudne środowisko dla życia. W rezultacie, poza kilkoma wyjątkami, większość astronomów nie poświęcała wiele czasu i energii na spekulowanie o możliwości istnienia życia na Jowiszu.

      Do lat siedemdziesiątych wielkie księżyce Jowisza nie interesowały astronomów poszukujących życia we wszechświecie. Natomiast w ostatnich dekadach księżyc Jowisza Europa wzbudził ogromną ciekawość w środowisku planetologów zainteresowanym życiem pozaziemskim. Wkrótce po tym, jak uformowała się Europa, wewnętrzne ciepło wytworzone przez procesy kolizyjne, które ukształtowały księżyc, było wystarczające, by rozpuścić jej wnętrze. Na skutek tego lekkie materiały (woda) z wnętrza księżyca uniosły się ku powierzchni, natomiast gęstsze substancje (metale, skały) zstąpiły do jądra w procesie nazywanym różnicowaniem. Cała woda Europy migrowała w górę poprzez wewnętrzne błoto. Warstwa powierzchniowa, która się wytworzyła i była wystawiona na mrożącą temperaturę przestrzeni kosmicznej, zamarzła i uformowała grubą warstwę lodu. W tym samym czasie skały Europy osadziły się w dole, tworząc skaliste jądro.

      Po epoce formowania Jowisza i jego księżyców z powodu oddziaływań grawitacyjnych pomiędzy planetą i księżycami znajdującymi się najbliżej niej, powstały na nich pływy. Zaczęły one wypychać synchronicznie Io, Europę i Ganimedesa na zewnątrz. Jowisz ściskał i rozciągał najbardziej wewnętrzny księżyc – Io, który oddziaływał na Europę, a Europa na Ganimedesa. Kiedy Io krąży wokół Jowisza, siły pływowe pomiędzy Jowiszem a Io zgniatają i rozciągają go, tak jak można ściskać i rozciągać piłkę tenisową. Ten ciągły proces pompuje energię do Io i rozgrzewa jego wnętrze, które stało się tak gorące, że na jego powierzchni nieustannie zachodzi aktywność wulkaniczna. Podobnie jak Europa, Io podległ procesowi różnicowania, z tym że cała woda, która dawno temu wypłynęła na powierzchnię Io, musiała zostać podgrzana i wyparować w przestrzeń kosmiczną.

      Jednakże Io poprzez oddziaływania pływowe transferuje wystarczająco dużo ciepła do Europy, by zmiękczyć jej powierzchniowy lód – brak możliwych do rozróżnienia kraterów uderzeniowych jest dowodem na elastyczność powierzchni Europy. Poniżej tej miękkiej warstwy powierzchniowej, która rozciąga się na głębokość od kilku do kilkudziesięciu kilometrów, ciepło całkowicie roztopiło lód. Na skutek tego pomiędzy skalistym jądrem Europy a cienką warstwą lodu na powierzchni znajduje się globalny ocean. Ten rozległy ocean, który może mieć głębokość około 100 km, jest obszarem podpowierzchniowym, a tam temperatura, ciśnienie, energia i warunki zasolenia mogą być odpowiednie dla podtrzymania życia. Z tego powodu Europa wzbudza obecnie ogromne zainteresowanie astronomów. Te wewnętrzne warunki Europy nie były znane przed współczesną erą badań kosmicznych i dlatego Europa przedtem nie przyciągała uwagi badaczy, którzy zastanawiali się nad życiem we wszechświecie poza Ziemią.

      Jeżeli Jowisz jest nieprzyjaznym domem dla kosmitów, to Saturn jest jeszcze gorszy. Położony dwa razy dalej od Słońca niż Jowisz, Saturn jest znacznie zimniejszy od Jowisza, jest natomiast porównywalny, jeśli chodzi o grawitacyjną surowość. Saturn zainteresował Galileusza natychmiast, gdy w lipcu 1610 r. zaobserwował, że Saturn jest złożony z trzech połączonych ze sobą obiektów. Galileusz sądził, iż odkrył, że Saturn, podobnie jak Jowisz, ma po obu stronach księżyce. Jednakże pojawiające się i znikające wypukłości Saturna nie były tak jak w przypadku czterech dużych księżyców Jowisza małymi plamkami światła, które od planety były oddzielone stale zmieniającymi się obszarami czarnej pustki. Zamiast tego przypominały rączki na stałe przytwierdzone do Saturna. Galileuszowi nigdy nie udało się zrozumieć, co zaobserwował. Pół wieku później Huygens, który odkrył już największy księżyc Saturna, Tytana, prawidłowo wydedukował, że Saturna otacza cienki, płaski pierścień. Saturn, planeta z jednym wielkim księżycem i pierścieniem, był interesujący, ale podobnie jak Merkury, Wenus i przez większość czasu Jowisz, nie ukazywał prawie żadnych cech swojej powierzchni czy atmosfery, które mogłyby na dłużej przyciągnąć uwagę i wzbudzić zainteresowanie astronomów. Już dawno temu przestali spodziewać się odkrycia życia na Saturnie, ponieważ podobnie jak masywny Jowisz, olbrzymi Saturn byłby okrutną matką.

      Tytan, największy księżyc Saturna, znajduje się tak daleko, że nie można było zbadać go dokładnie z Ziemi przed erą międzyplanetarnych sond kosmicznych. Owi robotyczni eksploratorzy umożliwili nam odkrycie sekretów atmosfery i powierzchni Tytana. Chodzi tu zwłaszcza o próbnik Huygens, zaprojektowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, który został zabrany do systemu Saturna przez sondę kosmiczną o nazwie Cassini, a następnie zrzucony do atmosfery Tytana pod koniec 2004 r. oraz samą sondę Cassini, która badała przez 13 lat Saturna, jego pierścienie oraz księżyce, po czym wleciała w atmosferę Saturna i spłonęła tam w 2017 r. Współcześni astrobiolodzy spekulują o możliwości istnienia egzotycznych form życia, żyjących w ciekłym etanie oraz rzekach, jeziorach i morzach z metanu rozsianych na powierzchni Tytana lub życiu, które mogło kiedyś istnieć w podpowierzchniowych morzach wypełnionych bardzo słoną wodą33. Podobnie jak w przypadku Europy nasze zauroczenie związane z potencjalną zdolnością Tytana do zamieszkania to zupełnie nowe zjawisko.

      Sonda Cassini pozwoliła planetologom badać księżyc Saturna Enceladus z regularnością przez ponad dekadę, dlatego też Enceladus przyciągnął uwagę astrobiologów jak magnes.

      Enceladus tak jak Europa ma globalny ocean pod powłoką z lodu34. Znajdują się tam również gejzery, podobne do tych z parku Yellowstone, które wyrzucają pod ciśnieniem w przestrzeń kosmiczną z podpowierzchniowych komór parę wodną, wodór, azot, metan oraz dwutlenek węgla. Niektóre z tych gejzerów sięgają na niemal 500 km ponad powierzchnię księżyca. Enceladus tak jak Europa i Tytan fascynuje współczesnych astrobiologów, ale aż do początku XXI w. był zaledwie maleńkim, ciemnym księżycem w zewnętrznych częściach Układu Słonecznego.

      Nie wiedzieliśmy nawet o istnieniu Urana aż do czasów Herschela, który odkrył go przypadkowo w 1781 r., podczas szukania teleskopem słabych gwiazd w gwiazdozbiorze Bliźniąt. Neptun zaś został odkryty zgodnie z przewidywaniami podczas planowanego poszukiwania precyzyjnej lokalizacji na niebie, przeprowadzonego СКАЧАТЬ