Вода в Космосе

Вода других миров

Протопланетный диск

В прошлом году было подтверждено наличие воды на Луне. Все больше свидетельств появляется и тому, что вода есть и на спутнике Сатурна Энцеладе. Что дальше? Далекие планеты, наличие воды на которых – уже половина пути к развитию на них жизни.

Конечно, если уж для Луны задача обнаружить воду оказалась не из простых, то что сказать о телах, расположенных во многих световых годах от нас. Даже самые современные инструменты, как правило, оказываются недостаточно чувствительными. Но вот новый подход, предложенный недавно группой астрофизиков, позволяет усовершенствовать метод инфракрасной спектроскопии: так, что на основе полученных им данных можно смоделировать облако пыли, окружающее далекую молодую звезду, и предсказать наличие в нем веществ, заключающих воду, филлосиликатов.

Водосодержащие минералы, филлосиликаты, распространены и на Земле, они образуются при участии воды – простейшим примером их может служить глина. Ну а наличие их в далекой звездной системе – прекрасное свидетельство тому, что на образующихся там планетах будет вода. «Если вы найдете филлосиликаты, — добавляет одна из авторов исследования Мелисса Моррис (Melissa Morris), — вы практически наверняка найдете и жидкую воду.Так что целью нашей работы был поиск возможностей обнаруживать эти гидратированные минералы».

Действительно, чтобы предсказать, имеется ли на далекой планете вода, можно исследовать протопланетный диск газа и пыли, вращающийся вокруг материнской звезды. Именно он становится основой, из которых под действием гравитационных и электромагнитных сил формируются планеты, и по его составу можно сделать многие интересные выводы о том, какими они будут. Давайте рассмотрим ситуацию на примере нашей родной Земли.

По самой признанной из существующих теорий воду на нее занесли астероиды (или подобные им тела), во время массированной бомбардировки молодой планеты, в годы, когда Солнечная система еще формировалась и была нестабильной. Эти астероиды – не чужаки в ней, и образовались из того же протопланетного диска. Следовательно, если в составе диска присутствовали филлосиликаты, уже на том этапе можно было предсказать, что на поверхности по крайней мере части формирующихся планет появится и вода. А если условия будут подходящи, то она и сохранится, образовав океаны, необходимые (насколько нам известно) для появления жизни. Все эти выводы применимы и к другим планетарным системам.

Для исследования состава протопланетных дисков у далеких звезд ученые надеются использовать самые мощные из существующих инструментов (такие, как орбитальный ИК-телескоп Spitzer) и тех, которые лишь готовятся к работе (например, стратосферный ИК-телескоп SOFIA, о создании которого мы писали в заметке «′‘Боинг” смотрит на Вселенную»). Но прежде чем приняться за дело, требуется создать метод, с помощью которых можно вести поиски филлосиликатов у протопланетных дисков. Именно этому и посвящена работа Мелиссы Моррис с коллегами.

Основа подхода понятна и разработана давным-давно: как и при любой спектроскопии, она состоит в установлении состава вещества по полосам поглощенного и/или испущенного им излучения (подробнее об этом важнейшем методе астрономии мы писали в заметке «Разглядываем картинку»). Так что ученые начали с моделирования спектроскопических характеристик газопылевого диска, который не содержит филлосиликатов, а затем – «добавили» в него до 3% этих минералов. Таким путем они показали, какие именно следы должны проявляться в составе диска, если он содержит филлосиликаты. По их мнению, это открывает прямой путь к поискам.

Однако некоторые их коллеги не согласны. Астроном Скотт Сэндфорд (Scott Sandford), специалист по спектроскопии метеоритов, считает, что в любом случае, обнаружение филлосиликатов будет крайне сложным. По его словам, идентифицировать эти соединения в смеси особенно трудно, поскольку «следы» их в спектре не столь явно выражены, как у других минералов.

Но Мелисса Моррис полагает, что их данные, основанные на строгих расчетах, все-таки позволяют надеяться на то, что «разобраться» с этими минералами удастся. В любом случае, она с коллегами уже начала проверять свой подход к имеющимся спектроскопическим данным телескопа Spitzer. 

Ученые никак не могут решить: есть ли Марсе жидкая вода

Уже долгое время ученые всего мира пытаются определить, могла ли существовать вода на поверхности Красной планеты миллионы или миллиарды лет тому назад. В частности, не так давно исследователи из Университета Мичигана выступили с заявлением о том, что на Марсе сейчас также может образовываться небольшое количество воды в жидком состоянии, несмотря на то, что температура на планете намного ниже точки замерзания воды. 

Стоит напомнить, что на Марсе середина ледникового периода, поэтому на его поверхности не может находиться вода в жидком состоянии. Но ученые предполагают, что в прошлом климат Красной планеты был более теплым и влажным. Кроме того, анализ почвы, произведенный Curiosity, показал, что один из видов соли, присутствующий в почве, способен при соприкосновении со льдом, растапливать его. Так же, как соли, которыми зимой осыпают скользкие пешеходные дорожки и дороги. 

Еще в 2008 году профессор Нилтон Ренно заметил на снимках аппарата Phoenix странные шарики, которые в течение нескольких недель как бы росли и сливались между собой. По мнению ученого, двигатели модуля при посадке сдули верхний слой почвы, тем самым обнажив и расплавив лед.

Тогда исследователи решили воссоздать в лаборатории условия посадки Phoenix. В испытательных камерах была установлена температура, которая составляет при поздней весне и раннем марсианском лете от -120 до -20 ° C. Когда ученые поместили на лед толщиной несколько миллиметров слой соленого грунта, то уже через несколько минут при температуре -73 ° С образовались капли жидкой воды. Таким образом, можно сказать, что на некоторых участках Красной планеты в определенные периоды на Марсе может образовываться небольшое количество жидкой воды.

Однако не все ученые согласны с данным утверждением. Группа специалистов NASA провела исследование снимков, полученных со спутника Mars Reconnaissance Orbiter, занимающегося поисками воды на Марсе. В результате они пришли к выводу, что расщелины на поверхности Красной планеты образовались не за счет течения воды, как считалось ранее, а в ходе сезонного замерзания диоксида углерода. 

Согласно сравнительному анализу снимков поверхности планеты, исследователи определили, что рельеф расщелин значительно менялся в определенные периоды, когда происходило замерзание двуокиси углерода. Таким образом, это противоречит более ранней теории о том, что трещины образовались в ходе воздействия воды на поверхность планеты. По мнению экспертов американского космического агентства, существование воды в жидком состоянии невозможно при таких температурах, зато диоксид углерода при температуре -78,5 ° С кристаллизуется из газообразного состояния. 

Однако новейшие исследования не опровергают других теорий о возможном существовании на Красной планете жидкой воды миллиарды лет назад. Например, ученые из Лаборатории реактивного движения в Сан-Франциско заявляют, что около 3,7 млрд лет назад в кратере Гейла находилось пресноводной холодной озеро. Данное заявление было сделано на основании результатов анализа проб, полученных марсоходом Curiosity. 

В частицах проб исследователи обнаружили минералы, серу, азот, фосфор, водород, кислород и углерод. Это позволяет сделать выводы, что когда-то здесь была пресная воды, пригодная для жизни на уровне микробов. Ученые считают, что озеро существовало несколько десятков тысяч лет.

Жизнь на Марсе может находиться глубоко под его поверхностью

Астрофизики предлагают пробурить несколько скважин в поисках следов возможной жизни.

Ученые из Центра астрофизики Гарвардского университета не исключают наличия подземной жизни на Марсе. Они предполагают, что в недрах планеты могли сохраниться большие озера с замерзшей или даже жидкой водой. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Исследователи считают, что изучения поверхности Марса недостаточно для поисков жизни. Они предполагают, что в подземных озерах могут жить бактерии, способные существовать в необычных для других организмов условиях.

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые предлагают пробурить несколько скважин глубиной в несколько десятков километров. Специалисты предполагают, что это станет возможным уже в ближайшее десятилетие.