Артур Кларк в своей знаменитой «Космической одиссее» описал зарождение жизни на Европе. Оно произошло на дне подледного океана, около геотермальных источников. Организмы, развивающиеся в таких условиях, не нуждаются в Солнце как источнике энергии. Это было смелое предположение, но оно было давно подтверждено: на Земле нашли такие организмы, обитающие в глубине океана. Идея о жизни на Европе постепенно начинает привлекать ученых. В конце концов, этой лучший кандидат в Солнечной системе пусть не на разумную, но все же внеземную жизнь.

Некоторые специалисты даже утверждают, что организмы, существующие на Европе могут выходить на поверхность через трещины во льдах. Видимо, эти ученые являются еще большими фанатами Кларка – его «европейцы» тоже со временем вышли на поверхность. Однако это не так просто, и дело не только в практически полном вакууме космоса. Большую проблему представляет мощное магнитное поле Юпитера, из-за которого поверхность его спутника постоянно находится под обстрелом заряженными частицами. Они могут стерилизовать не только поверхность, но и океан до небольших глубин. Так что жизни там надо прятаться поглубже. Вопрос – насколько?

Магнитосфера Юпитера бомбардирует Европу, которая немного меньше Луны, высокоэнергетическими электронами с энергиями в мегаэлектронвольтном диапазоне. Обычно исследования в области влияния таких электронов на жизнь довольно прямолинейны – рассматривается их влияние на живые ткани. Но при занятиях внеземной жизнью такой роскоши нет, поэтому необходимо хотя бы выяснить, как они взаимодействуют с водой.

«Простые теории, дающие глубину проникновения электронов в воду работают только для чрезвычайно высоких энергий этих частиц, – говорит Марти Гадипати из Лаборатории реактивного движения. – Даже в мегаэлектронвольтном диапазоне у нас нет никаких лабораторных данных о проникновении частиц в лед, содержащий органические соединения. Это очень важно для астробиологии».

Сила электронов

Гадипати помещал тестовый образец органического материала за куском льда и затем расстреливал его из электронно-лучевой пушки. Меняя толщину льда, можно было пронаблюдать влияние пучка электронов на органическую материю В этом эксперименте измерялась не только глубина проникновения самих электронов, но и вторичный эффект – действие фотонов, выбитых из молекул льда столкновениями с электронами.

«Эти фотоны могут проникать намного глубже и вызывать повреждения органических соединений», – говорит Гадипати.

Немаловажным фактором является также время проведения эксперимента. Кратковременное воздействие электронов и фотонов может быть перенесено организмом без последствий, тогда как длительное их влияние скорее всего окажется губительным.

Шаг за шагом

В своих экспериментах сотрудники Гадипати изучали менее энергетические электроны, энергия которых в 10000 раз меньше, чем у электронов, посылаемых к Европе магнитным полем Юпитера. Такой выбор был обусловлен пионерским характером работы. До этого никто не занимался изучением глубины проникновения электронов в лед (только в воду), а на небольших энергиях эта глубина имеет явную связь в энергией частиц.

В ходе исследования рассматривались три разных сценария бомбардировки с увеличивающейся энергией электронов. В двух экспериментах учитывались возможные вариации энергии частиц по мере их проникновения в толщу льда. Повреждения, вызываемые электронами в изучавшихся диапазонах энергий, от раза в разу менялись, но общую картину установить удалось. На основании ее можно получить оценку глубины проникновения электронов с энергией 10 мегаэлектронвольт – от 60 до 80 сантиметров, если зависимость глубины от энергии для них примерно та же.

Для жизни на Европе это небольшая глубина. Бомбардировка электронами, очевидно, не несет опасности для подледных организмов этого мира. Проблема здесь в том, что если мы захотим выяснить, есть ли на Европе жизнь и пошлем на луну спускаемый аппарат, его способность к бурению будет невысокой. Скорее всего, он не сможет провести бурение на глубину более метра. А если так, то есть опасность, что изучить удастся лишь стерилизованный радиацией слой льда.

Дальнейшие эксперименты связаны с изучением проникновения радиации при других энергиях. Это связано с тем, что не вся поверхность Европы подвергается одинаково интенсивной бомбардировке.

Магнитосфера Юпитера вращается вместе с планетой с периодом около 10 часов, тогда как период обращения Европы вокруг газового гиганта – 85 дней. В результате магнитосфера регулярно «догоняет» Европу, из-за чего обратная от Юпитера сторона спутника получает больше радиации. Наибольшую дозу при этом получает экватор. Поэтому кроме вариаций глубины проникновения электронов и вторичных фотонов от энергии первичных электронов необходимо знать вариацию глубины в зависимости от географического положения на Европе. Экспериментами, позволяющими узнать это, планирует заняться Гадипати. По его словам, усложнение экспериментальных методик приведет к значительному росту их стоимости. Однако, эта стоимость в любом случае ничтожна по сравнению с ценой спускаемого межпланетного аппарата, и нельзя допустить, чтобы он полетел к Европе в поисках жизни, на самом деле не имея возможности ответить на этот важный и интересный вопрос. «Если дойдет до траты миллиардов долларов [на аппарат, который полетит к Европе], то есть смысл потратить полмиллиона или миллион, чтобы наверняка добраться до возможной жизни», – говорит Гадипати.