Gorące tematy: Wolni i Solidarni Smoleńsk Zostań BLOGEREM! RSS Kontakt
Uwaga! Wygląda na to, że Twoja przeglądarka nie obsługuje JavaScript. JavaScript jest wymagany do poprawnego działania serwisu!
3841 postów 1811 komentarzy

Bogusław Jeznach

Bogusław Jeznach - Dzielić się wiedzą, zarażać ciekawością.

Tam życie, gdzie woda

ZACHOWAJ ARTYKUŁ POLEĆ ZNAJOMYM

AD ASTRA (33) Szukamy obcych, zamieszkanych planet wokół dalekich gwiazd. Ale może życie jest bliżej nas, np. na zimnych, ale pełnych wody księżycach Jowisza lub Saturna?

 

Od kilkudziesięciu lat astronomowie poszukujący śladów życia poza Ziemią trzymają się prostej, naczelnej zasady: „Szukaj wody. Tam życie, gdzie woda”. Jest ona absolutnie podstawowym warunkiem życia na Ziemi, toteż wszyscy którzy szukają go także poza Ziemią przyjmują za pewnik, że gdzie indziej musi być tak samo. Jest to zresztą  główny powód, dla którego tak wiele uwagi poświęca się badaniom Marsa. W jego atmosferze jest bowiem para wodna, a świecąca jarmułka na jego północnym biegunie to czapa z lodu, czyli woda w stanie zestalonym. Woda w stanie płynnym – czyli w tej formie jakiej wymaga życie – może jeszcze być gdzieś pod powierzchnią tej planety, a liczne wyschnięte rzeki i jeziora na powierzchni Marsa sugerują, że kiedyś musiało tam być jej pod dostatkiem. Krążące wokół Marsa statki kosmiczne wyśledziły również tajemnicze ciemne kanały na ścianach marsjańskich kraterów. Curiosity, nowszy z dwóch amerykańskich łazików, które właśnie badają tę planetę, sugeruje że są to nacieki z gęstej solanki, utrzymujące swój ciekły stan mimo siarczystego marsjańskiego mrozu dzięki bardzo wysokiej zawartości soli.  

Mimo to Mars w najlepszym razie jest szczerą i skrajnie zimną pustynią z nielicznymi mokrymi plamami. Dużo dalej od słońca mamy jednak w naszym układzie szereg innych ciał niebieskich, które – jak się wydaje – pod ich grubą i twardą lodową skorupą ukrywają całe oceany chlupiącej wody w stanie płynnym. Już choćby tylko w kategoriach samego odkrywania kosmosu takie zbiorniki wody – oddalone od nas o miliardy kilometrów i ukryte nie tylko przed okiem astronomów z Ziemi, ale i przed dostępem z ewentualnych bezpośrednich lądowników – to przecież kapitalne wyzwanie badawcze. Już je nawet podjęto. 26 maja NASA ogłosiła listę wyspecyfikowanych instrumentów, które wybrano na wyposażenie misji kosmicznej pn. Europa Clipper, która ma kosztować we wstępnym kosztorysie 2 mld $ i wyruszyć na początku lat 2020-ych. Mimo ponętnej nazwy godnej pięknego statku żaglowego, nie będzie ona pływać po morzach Europy, dużego i zlodowaciałego księżyca Jowisza. Poleci tam raczej po to, aby się dowiedzieć czegoś o fizyko-chemicznym składzie i pochodzeniu tego obiektu, a być może także o istniejącej tam biochemii…  

W przypadku Marsa najbardziej zawiodła bowiem właśnie  biochemia, a konkretnie zupełny brak jakichkolwiek cząstek chemii organicznej, które towarzyszą istnieniu życia. Niczego takiego na Marsie nie znaleziono. Już 40 lat temu dwie sondy Viking wylądowały na Marsie i pobrały z jego powierzchni próbki do rozmaitych badań chemicznych, którym je potem poddano. Wyniki były wielkim rozczarowaniem nauki. Nie tylko nie wykryto tam niczego organicznego, ale nawet śladu czegokolwiek co z życiem dałoby się skojarzyć lub pogodzić. Także wszystkie następne obserwacje i badania, satelity i łaziki marsjańskie, nie stwierdziły niczego, co by przypominało nawet jakiś odległy fragment bakterii lub wirusa.  

Trudno się więc dziwić, że tym większą uwagę zwrócono na inne miejsca, gdzie też jest woda. Okazało się, że Enceladus – mały księżyc Saturna – a także Europa, najmniejszy z czterech księżyców Jowisza (odkrytych przez Galileusza w styczniu 1610 roku) i szósty co do wielkości naturalny satelita w Układzie Słonecznym, mają wody całkiem dużo. Ocenia się, że Enceladus ma jej tyle co Jezioro Górne, największe z Pięciu Wielkich Jezior amerykańskich, i największe powierzchniowo jezioro słodkowodne na świecie (choć o wiele więcej wody zawiera Bajkał). Europa, która najprawdopodobniej posiada pod lodową skorupą ocean ciekłej wody, może jej mieć nawet więcej niż cała Ziemia! 

Brzmi to trochę dziwnie. Jowisz i Saturn są przecież dużo bardziej oddalone od Słońca niż Mars. Średnia temperatura na Europie wynosi -171 st. C. Skąd ciekła woda w tej temperaturze? No tak, ale przecież promienie słoneczne to nie jest jedyny sposób na ogrzanie jakiegoś ciała w kosmosie. Innym ważnym sposobem jest energia grawitacji. Dla większości z nas, Ziemian, pływy morskie powodowane przez przyciąganie Księżyca i Słońca mają niewielkie znaczenie, a i to tylko lokalnie – głównie na brzegu otwartego oceanu. Ale pływy (przypływy i odpływy) powodowane wobec krążących księżyców przyciąganiem tak masywnych planet jak Jowisz lub Saturn mogą być już na tyle silne, że oddziałują na skały w ich wnętrzu mniej więcej tak jak ręce piekarza na wyrabiane ciasto, rozgrzewając je silnym i ciągłym tarciem. Takie ciepło spod spodu może wystarczać aby na obu omawianych księżycach – Enceladusie i Europie -  były całe oceany wody w stanie ciekłym, uwięzione pod zamarzniętą pokrywą wiecznych lodów na ich powierzchni.

W przypadku Enceladusa zaobserwowano nawet jak fontanny tego oceanu uciekają w przestrzeń kosmiczną. Sonda kosmiczna Cassini, która już ponad 10 lat krąży wokół Saturna dostrzegła  energiczne wytryski wodne wyrzucane z gejzerów w pobliżu południowego bieguna tego księżyca. Gejzery wyrzucają cząsteczki lodu z prędkością ok. 400 m/s, na wysokość 1500 km ponad powierzchnię Enceladusa. Rozmiary tych drobin są bardzo niewielkie, porównywalne z grubością ludzkiego włosa. Sonda Cassini stwierdziła istnienie dwóch rodzajów tych cząsteczek. Jeden to czysty lód wodny, a drugi to lód wymieszany z innymi substancjami (w tym z solami). Z obserwacji struktury księżyca wynika, że czysty lód pochodzi z powierzchni, a ten zabrudzony z wnętrza satelity. W 2011 badania prowadzone przez Kosmiczne Obserwatorium Herschela  dowiodły, że woda wyrzucana z powierzchni księżyca tworzy olbrzymi pierścień pary wodnej i kryształków lodu wokół Saturna. Odkrycie to identyfikuje źródło wody górnych warstw atmosfery Saturna. W ten sposób Enceladus stał się jedynym znanym księżycem w Układzie Słonecznym, o którym wiadomo, że wpływa na skład chemiczny planety, wokół której krąży. Woda w postaci pary i lodu jest wyrzucana poprzez sieć dżetów zlokalizowanych w pobliżu południowego bieguna księżyca. Jej ilość szacuje się na około 250 kg/s. Również Europa może czasami pluć wodą w kosmos. W roku 2013 teleskop kosmiczny Hubble zauważył coś, co też przypomina gejzery tryskające z jej powierzchni.

Sama woda do życia nie wystarczy. Potrzebne są także inne pierwiastki,  a w szczególności węgiel i azot. I właśnie to sprawia, że Enceladus i Europa tak podniecają poszukiwaczy. Są bowiem dowody, że oceany na ich księżycach mają pod sobą skalne dno, które może dostarczać pierwiastków jakich życie potrzebuje. Dla Europy dowody te są pośrednie, wynikają z komputerowego wymodelowania jej wnętrza i analizy brązowych zacieków na jej powierzchni, interpretowanych jako złoża soli odbarwione w wyniku promieniowania słońca.

Natomiast w przypadku Enceladusa, dowody są krzepkie i namacalne. Zaraz potem jak Cassini zauważył pióropusze gejzerów, sterujący nim z Ziemi ludzie przepuścili go przez jedną z takich fontann. Mimo że statek nie był pierwotnie zaprogramowany do takiej kąpieli, eksperyment się udał, Cassini złapał próbkę takiego oprysku i poddał ją analizie. Okazało się, że w wodzie tej jest pełno skomplikowanych molekuł węglowych, które mogą służyć jako prekursory życia.    

Czy mogło z tego powstać życie, to oczywiście inna historia. Ale im bliżej badacze się przyglądają tym bardziej są tym księżycem zaintrygowani. 12 marca 2015 dr Sean Hsu i jego zespół z uniwersytetu stanowego w Colorado opublikowali w magazynie Nature wyniki swoich analiz mikroskopijnych drobinek krzemu wyplutych w gejzerowatym wychlupie wody spod lodu pobranych w próbce przez Cassini. Doszli w nim do wniosku, że prawie na pewno powstały one w strukturach hydrotermalnych, kiedy bogata w minerały woda krąży wśród gorących skał na dnie słonego, alkalicznego oceanu. Takie kominy hydrotermalne występują również na dnie oceanów na Ziemi i są jednym z najważniejszych kandydatów na pierwotne laboratorium natury, w którym powstało życie. Doświadczenia laboratoryjne dowiodły, ze maleńkie kieszonki w takich kominach działają jak pierwotne komórki, koncentrując w nich związki organiczne i utrzymując różnice napięcia ładunków elektrycznych w takim naczyńku, co doprowadza do reakcji chemicznych między nimi. Dokładnie takie dwie cechy są bodaj najważniejszymi właściwościami także komórek żywych organizmów.   

Trzeba tu zauważyć, że Europa i Enceladus to nie są jedyne ciała niebieskie w Układzie Słonecznym, gdzie mogą znajdować się oceany wody. W marcu tego roku niemiecki zespół astronomów dra Joachima Saura z uniwersytetu w Kolonii ogłosił, że również Ganimedes, największy z księżyców Jowisza zawiera wodny ocean pod swą lodową skorupą. To samo jest bardzo prawdopodobne dla szeregu innych księżyców Jowisza, Saturna, a także dla zupełnie już dalekiego Neptuna. Co więcej, woda jest prawdopodobna nawet na Plutonie, karłowatej planecie krążącej jeszcze dalej od Słońca niż Neptun, a także na Ceresie, karłowatej planetce w pasie planetoid. Jednakże obecnie uwaga astronomów skupiona jest tylko na dwóch omawianych tu lodowych księżycach Jowisza i Saturna, a są nimi Europa i Enceladus.       

Jeżeli NASA zrealizuje misję Europa Clipper, ogłoszone właśnie instrumentarium przewidziane na jej wyposażenie pozwoli wiele dowiedzieć się o tym satelicie i jego wątłej atmosferze. Sonda wielokrotnie otrze się o ten księżyc z bliska krążąc wraz z nim na orbicie Jowisza. Jeśli będzie miała szczęście i pokaże się nad nią pióropusz wody, jaki zaobserwował teleskop Hubble’a w 2013, sonda będzie mogła przezeń przelecieć i zdobyć bezpośrednie próbki wody z jego oceanu.  Jeśli nie, to bezpośrednie badanie wody trzeba będzie zaplanować na jakieś dalsze misje połączone z lądowaniem i wierceniem lodu w przyszłości, prawdopodobnie za jakieś kilkadziesiąt lat.

Enceladus jest położony dużo dalej od Ziemi niż Europa, ale pod wieloma względami stanowi cel bardziej obiecujący i bardziej realny zarazem. Chris McKay, planetolog z ARC (Centrum Badawcze im Josepha Amesa), należącego do NASA i położonego w Dolinie Krzemowej w Kalifornii, wskazuje np. że sonda Cassini dowiodła, iż gejzery bardzo ułatwiają misję. Wystarczy przelecieć lepiej zaprojektowaną sondą przez tryskający strumień, złapać większą próbkę i  przywieźć ją na Ziemię. Nie musi w niej być żadnego żywego organizmu. Drobina białka, albo nawet przy pewnych okolicznościach cegiełki aminokwasów, z których białka są zbudowane, byłyby już same w sobie odkryciem bardzo sugestywnym i o ogromnej doniosłości.  

Dr McKay ma nadzieję, że owa łatwość pozyskania i  przywiezienia  próbki z Enceladusa wystarczy do tego, aby uratować ideę takiej wyprawy. Już zresztą zgłosiła się JAXA, Japońska Agencja Kosmiczna z propozycją zorganizowania wspólnej misji z NASA na Enceladusa. Japończycy, podobnie jak Amerykanie, mają doświadczenie z pozyskaniem podobnej próbki, tyle że pyłu, kiedy w 2010 wysłali swój próbnik Hayabusa (co po japońsku znaczy „sokół wędrowny”, Falco peregrinus) na niewielką, kartoflanego kształtu planetoidę 25143 Itokawa (nazwaną imieniem Prof. Hideo Itokawy, pioniera japońskiego programu rakietowego). Jeśli Japończycy pokryją połowę kosztów takiej wyprawy, to misja na Enceladusa załapie się jeszcze na budżet NASA w towarzystwie projektu Europa Clipper.

Korzyść z wyprawy na Enceladusa byłaby zdaniem McKaya taka, że misja jednocelowa może lepiej odpowiedzieć na pytanie, czy księżyc ten jest rzeczywiście zamieszkały, a nie tylko czy jest zamieszkiwalny. Cegiełki aminokwasów mogą bowiem powstawać zarówno w obszarze chemii organicznej jak i nieorganicznej. Wiele z nich ma budowę „chiralną” czyli skrętną, co oznacza, że takie same cząsteczki mogą się składać na dwa różne sposoby, co przypomina sposób, w jaki kciuk i cztery palce tworzą albo tylko prawą albo tylko lewą dłoń. (Stąd określenie „chiralny” bo „chiros” to starogreckie ‘ręka’ /nowogreckie „chéri”/). Chemii nieorganicznej jest wszystko jedno – wytwarza i takie i takie – ale biochemia, przynajmniej na Ziemi, chociaż wydaje się że uniwersalnie też, ma zdecydowaną preferencję dla aminokwasów lewoskrętnych lub raczej leworęcznych (bo skrętność to pojęcie raczej zarezerwowane w chemii dla cukrów wielkocząsteczkowych) Gdyby więc czerpak wysłanej sondy przywiózł z gejzera na Enceladusie ładunek L-aminokwasów w odpowiednio większej proporcji, mielibyśmy ważny ślad, że w Układzie Słonecznym ktoś jeszcze obok nas mieszka. 

Bogusław Jeznach

KOMENTARZE

  • Kłamstwa w prawdę ubrane.......
    NASA - to największy kłamca na ziemi .

    Kłamcy i ich tuba , agencja kosmiczna , dobrze znają prawdę...

    Mars tętnił życiem , osiągną wysoki poziom cywilizacyjny , zniszczony wojną ...

    Są różne formy życia w wszechświecie ...

    My jako rasa ludzka posiadamy swego stwórce , właśnie wybijają nam z głowy że mamy Boga. Nie będę dalej to rozszerzał ...
    Zycie tu na ziemi Bóg zbudował za pomocą promieni słonecznych i w nich jest zawarta cała informacja .
    Podstawą naszego życia jest pierwiastek tlenu ,plus wodór oraz hel jego odmiana
    Tej fizycznej postaci , Stwórca dał duszę nieśmiertelną , by w swej drodze osiągnęła świetlistą postać , powracając do ,,domu,,
  • wesołe historie w drodze na księżyc
    https://www.youtube.com/watch?v=MgPcfQ-Hc-Y

OSTATNIE POSTY

więcej

ARCHIWUM POSTÓW

PnWtŚrCzPtSoNd
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930