Deep in our solar system, a new era of space exploration is unfolding. Beneath the thick ice of Europa, in the vapor plumes on Enceladus, and within the methane lakes of Titan, astrobiologists are on the hunt for extraterrestrial life.
Głęboko w naszym Układzie Słonecznym rozpoczyna się nowa era eksploracji kosmosu. Pod grubą pokrywą lodową Europy, w pióropuszach pary wodnej na Enceladusie i w metanowych jeziorach Tytana astrobiolodzy poszukują śladów pozaziemskiego życia.
We’ve honed in on these three moons because each is an ‘ocean world,’ an environment that contains a liquid ocean– and liquid can support the formation of life.
Skupiliśmy się na tych trzech księżycach, ponieważ każdy jest "oceanicznym światem", czyli środowiskiem z płynnym oceanem, a ciecz może sprzyjać powstaniu życia.
Living organisms have to be able to grow, reproduce, and feed themselves, among other things. All of those functions require the formation of complex molecules from more basic components. Liquids such as water allow chemical compounds to remain in suspension instead of sinking under the force of gravity. This enables them to interact frequently in a 3-dimensional space and, in the right conditions, go through chemical reactions that lead to the formation of living matter.
Żywe organizmy muszą rosnąć, rozmnażać się i odżywiać, między innymi. Wszystkie te funkcje wymagają powstania złożonych cząsteczek z prostszych elementów. Ciecze takie jak woda pozwalają pozostać składnikom chemicznym w zawieszeniu, zamiast tonąć pod wpływem grawitacji. To pozwala im wchodzić w częste interakcje w trójwymiarowej przestrzeni, a we właściwych warunkach wchodzić w reakcje chemiczne tworzące żywą materię.
That alone isn’t enough; the small but complex biomolecules that we’re familiar with are sensitive to temperature— too hot or cold, and they won’t mix. Liquid water has an additional advantage in that it’s relatively temperature-stable, meaning it can insulate molecules against large shifts in heat. On Earth, these and other conditions in aquatic environments may have supported the emergence of life billions of years ago. Tantalizingly, the same could be true in other parts of our solar system, like these three icy moons.
Ale to nie wystarczy. Znane nam małe, złożone cząsteczki biologiczne są wrażliwe na temperaturę. Jeśli będzie za gorąco lub zimno, nie połączą się. Ciekła woda ma dodatkową zaletę, ma stosunkowo stałą temperaturę, co oznacza, że może odizolować cząsteczki od dużych wahań temperatury. Na ziemi, dzięki temu i innym warunkom, środowiska wodne mogły sprzyjać powstaniu życia miliardy lat temu. To kuszące pomyśleć, że to samo stało się w innych miejscach Układu Słonecznego, na przykład na trzech lodowych księżycach.
Europa, which is a moon of Jupiter, is probably the most intriguing ocean world. Beneath a surface layer of ice thicker than Mount Everest, there exists a liquid ocean as much as 100 kilometers deep. Astrobiologists think this hidden ocean could harbor life. Thanks to the Galileo probe, we can deduce that its potential salt content is similar to that of some lakes on Earth. But most of its characteristics will be a mystery until we can explore it further.
Europa, księżyc Jowisza, jest chyba najbardziej intrygującym oceanicznym światem. Pod wierzchnią warstwą lodu grubszego niż Mount Everest znajduje się płynny ocean głęboki na 100 kilometrów. Astrobiolodzy wierzą, w tym ukrytym oceanie może być życie. Dzięki sondzie Galileo możemy wywnioskować, że zawartość soli w tym oceanie jest podobna do niektórych jezior na Ziemi. Ale to, jak na prawdę wygląda, postanie tajemnicą, dopóki go nie zbadamy.
Like Jupiter, Saturn also has moons that might have the right conditions for life. For instance– Enceladus is a tiny ball of ice that’s small enough to nestle within the surface area of the Gulf of Mexico. Similarly to Europa, it likely contains an ocean deep under the ice. But Enceladus also has geysers that frequently vent water vapor and tiny ice grains into space. Astrobiologists are curious about whether these geysers are connected to the ocean below. They hope to send a probe to test whether the geysers’ plumes of vapor contain life-enabling material from that hidden sea.
Saturn też ma księżyce, które mogą nadawać się do życia. Na przykład Enceladus to mała kulka lodu, która zmieściłaby się w Zatoce Meksykańskiej. Podobnie jak u Europy, głęboko pod lodem może kryć się ocean. Ale Enceladus ma też gejzery, które często wystrzeliwują parę wodną i maleńkie cząstki lodu w kosmos. Astrobiolodzy są ciekawi, czy te gejzery są połączone z oceanem pod powierzchnią. Chcieliby wysłać sondę, która zbada, czy pióropusze pary wodnej zawierają materiał umożliwiający powstanie życia w ukrytym oceanie.
Although it’s the best known substance for nurturing life, water isn’t necessarily the only medium that can support living things. Take Titan, Saturn’s largest moon, which has a thick nitrogen atmosphere containing methane and many other organic molecules. Its clouds condense and rain onto Titan’s surface, sustaining lakes and seas full of liquid methane. This compound’s particular chemistry means it’s not as supportive a medium as water. But, paired with the high quantities of organic material that also rain down from the sky, these bodies of liquid methane could possibly support unfamiliar life forms.
Choć to najlepsza znana nam substancja sprzyjająca powstaniu życia, woda nie jest jedynym środkiem, który może je podtrzymywać. Spójrzmy na Tytana, największy księżyc Saturna. Jego atmosfera składa się z grubej warstwy azotu zawierającego metan i wiele innych cząsteczek organicznych. Tamtejsze chmury kondensują się i na jego powierzchni pada deszcz tworzący jeziora i morza wypełnione ciekłym metanem. Właściwości chemiczne tego związku nie są tak sprzyjającym medium jak woda. Ale w połączeniu z dużą ilością materii organicznej, która też pada z nieba, zbiorniki ciekłego metanu mogłyby być miejscem powstania życia.
So what might indicate that life exists on these or other worlds? If it is out there, astrobiologists speculate that it would be microscopic, comparable to the bacteria we have on earth. This would make it difficult to directly observe from a great distance, so astrobiologists seek clues called biosignatures. Those may be cells, fossils, or mineral traces left behind by living things. And finding any biosignatures will be challenging for many reasons. One of the biggest concerns is to make sure we sterilize our probes extremely thoroughly. Otherwise we could accidentally contaminate ocean worlds with Earth’s own bacteria, which could destroy alien life.
Co by to oznaczało, gdyby życie istniało w tych światach? Jeśli tak jest, astrobiolodzy zakładają, że jest na poziomie mikroorganizmów, tak jak bakterie na Ziemi. Ciężko byłoby je zaobserwować z tak daleka, dlatego astrobiolodzy szukają wskazówek zwanych biosygnaturami, jak komórki, skamieniałości lub ślady mineralne pozostawione przez organizmy. Znalezienie ich jest trudne pod wieloma względami. Największym problemem jest dokładna sterylizacja naszych sond. Moglibyśmy przypadkowo zanieczyścić te oceaniczne światy ziemskimi bakteriami, które mogłyby zniszczyć obce życie.
Titan, Enceladus, and Europa are just three of possibly many ocean worlds that we could explore. We already know of several other candidates in our solar system, including Jupiter’s moons Callisto and Ganymede, Neptune’s Triton, and even Pluto.
Tytan, Enceladus i Europa to tylko trzy z wielu oceanicznych światów, które moglibyśmy zbadać. Mamy już kilka innych kandydatów w Układzie Słonecznym, a są to: księżyce Jowisza, Kalisto i Ganimedes, Tryton, księżyc Neptuna, a nawet sam Pluton.
If there’s this much potential for life to exist in our own tiny solar system, what unimagined secrets might the rest of the universe contain?
Skoro jest tak wiele możliwych miejsc życia w naszym układzie, jakie niewyobrażalne tajemnice może jeszcze skrywać wszechświat?