Океаны воды в Солнечной системе и за ее пределами

0
28

Во время того, как миссии NASA исследуют нашу Солнечную систему и ищут новые миры, они находят воду в самых неожиданных местах. Вода является лишь одной из составляющих поиска обитаемых планет и жизни за пределами Земли, но она связывает, казалось бы, несвязанные миры удивительным образом.

«Научные мероприятия NASA в последние годы предоставили волну удивительных результатов связанных с водой, которые вдохновляют нас на продолжение расследования наших истоков и возможной жизни во вселенной», — сказала Эллен Стофен, главный научный сотрудник агентства. «И наконец-то мы сможем ответить на главный вопрос нашей жизни – одни ли мы в Солнечной системе и за ее пределами».

Химические элементы воды, водорода и кислорода, являются одними из самых распространенных элементов во Вселенной. Астрономы видят «подпись» воды в гигантских молекулярных облаках между звездами, в скоплениях материала новорожденных планетарных систем и в атмосферах гигантских планет, вращающихся вокруг других звезд.

По предположению ученых, есть несколько миров, на которых есть жидкая вода под поверхностью, и много миров с водой в виде льда или пара. Вода найдена и на примитивных телах, таких как кометы и астероиды, и карликовых планетах как Церера. Атмосфера и ландшафт четырех планет-гигантов – Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, предположительно содержит огромное количество «влажного материала», а на их спутниках и кольцах есть значительное количество водяного льда.

Возможно, самыми удивительными водными мирами окажутся пять ледяных спутников Юпитера и Сатурна, приводящие убедительное доказательство океанов в их недрах: Ганимед, Европа и Каллисто Юпитера, Энцелад и Титан Сатурна.

С помощью космического телескопа Хаббл, ученые недавно предоставили убедительные доказательства того, что Ганимед имеет морскую воду подповерхностного океана, зажатого между двумя слоями льда.

На Европе и Энцеладе, предположительно, скрывается под поверхностью океан жидкой воды в совокупности с богатыми минеральными породами, и возможно имеют три необходимых для жизни компонента: жидкая вода, существенные химические элементы для биологических процессов и источник энергии, необходимый для живых существ. Миссия NASA «Кассини» показала Энцелад как мир активных ледяных гейзеров. Недавнее исследование предполагает, что у спутника может быть гидротермальная деятельность на его океанском дне, и это окружающая среда потенциально подходящая для живых организмов.

Космические корабли NASA также нашли признаки воды в постоянно затемненных кратерах Меркурия, а также на нашей Луне.

В то время как наша вселенная может показаться пропитанной водой в некоторых местах, другие, кажется, потеряли огромное количество воды.

Космические корабли NASA нашли убедительные доказательства того, что когда-то в далеком прошлом на Марсе, в течение длительного периода, была вода. Марсоход «Кьюриосити» (Curiosity) обнаружил древнее русло, которое существовало в благоприятных условиях для жизни.

Совсем недавно ученые, с помощью наземных телескопов, смогли оценить, какое количество воды потерял Марс. Они пришли к выводу, что на планете когда-то было достаточно жидкой воды, образующей океаны, занимающие почти половину северного полушария Марса, в некоторых областях, достигающих глубины более чем 1,6 км. Но где же вода?

Понятно, некоторое количество в марсианских полярных ледяных шапках и под поверхностью. Считается, что большая часть ранней атмосферы Марса была разрушена заряженными частицами и солнечными ветрами, в результате чего поверхность Красной планеты высохла. Миссия NASA MAVEN упорно трудится на орбите Марса над исследованием его атмосферы сейчас и в прошлом.

История о том, как высох Марс, тесно связана с тем, как атмосфера Красной планеты взаимодействует с солнечными ветрами. Данные из миссии STEREO (миссия NASA по изучению солнечной активности) и проекта NASA «Солнечный зонд» (Solar Probe Plus или Solar Probe+) очень важны для помощи чтобы понять, что же произошло.

Понимание распределения воды в нашей Солнечной системе рассказывает нам о том, как планеты, спутники, кометы и другие тела сформировались 4,5 миллиарда лет назад из диска газа и пыли вокруг нашего Солнца. Космическое пространство ближе к Солнцу было более горячим и сухим, чем пространство вдали от Солнца, которое было достаточно холодным, чтобы вода конденсировалась. Разделительная линия, названная «линией холода», находится на современной орбите Юпитера. Даже сегодня, это приблизительное расстояние от Солнца, на котором лед на большинстве комет начинает таять и становится «активным». Их блестящие брызги выпускают в космос лед, пар, пыль и другие химические элементы, которые, как полагают, составляют основу большинства миров холодной внешней части Солнечной системы.

Ученые считают, что в первые дни Солнечной системы было слишком жарко для конденсации воды в жидкость или лед, поэтому вся вода должна была оказаться на кометах и водоносных астероидах. Миссия NASA «Рассвет» (Dawn) в настоящее время изучает Цереру, которая является крупнейшим телом в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Исследователи считают, что Церера может иметь состав богатый водой, подобный некоторым телам, которые принесли воду к трем скалистым планетам, включая Землю.

Количество воды гигантского Юпитера держит критическую недостающую часть к загадке формирования нашей солнечной системы. Вероятно, Юпитер был первой сформировавшейся планетой, и он содержит большую часть материала, который не был включен в Солнце. Чтобы помочь решить эту проблему миссия NASA «Юнона» (Juno), начинающаяся в середине 2016 года, будет измерять эту важную величину.

С изучением экзопланет мы узнали близко, как никогда есть ли другие богатые водой миры, подобные нашей Земле. В самом деле, основная концепция того, что делает планеты пригодными для жизни, тесно связана с водой: каждая звезда имеет обитаемую зону, или диапазон расстояний вокруг нее, в которой температура не слишком высокая, и не слишком низкая для существования жидкой воды. «Охотник» за экзопланетами — миссия NASA «Кеплер» (Kepler), был разработан с учетом этого. «Кеплер» ищет планеты в обитаемой зоне вокруг многих типов звезд.

Недавно, проверив тысячную часть экзопланет, данные «Кеплер» подтвердили, что распространенные планеты-миры размером чуть меньше чем Земля. Астрономы думают, что многие из тех миров могут быть полностью покрыты глубокими океанами. Предстоящая миссия агентства TESS будет искать яркие звезды в окрестностях Солнца. Некоторые из экзопланет, открытые TESS могут иметь воду, а затем Большая космическая обсерватория NASA – космический телескоп «Джеймс Вэбб» (James Webb) будет изучать атмосферы этих миров в мельчайших подробностях.

Легко забыть, что история воды на Земле, от нежных дождей до бушующих рек, тесно связана с историей нашей Солнечной системы и за ее пределами. Но наша вода пришла откуда-то в каждый мир Солнечной системы. Так что стоит учесть, что следующий стакан воды, который Вы пьете, возможно, был частью кометы или океана Луны, или давно исчезнувшим морем на Марсе.