Първият ден от „Софийският фестивал на науката” ще се запомни с участие на Хейзъл Бартън, професорът по биология и геология от Университета в Акрън, САЩ. Бартън изследва екстремофилите, обитаващи най-негостоприемните части на Земята. Работи в сътрудничество с НАСА. Тя е микробиолог, но се занимава и с астробиология. Астробиологията изучава живота във вселената, търсенето му извън Земята, изучаването на планети и луни извън нашата Слънчева система и търсенето на обитаеми планети. Астробиолозите изучават живота тук на Земята (по-специално този в екстремни условия), за да им помогне да разберат в какви условия той може да оцелее, изучават как той се формира и къде може да бъде открит. Бартън говори също и за последното откритие на телескопа Кеплер – нови 1284 планети.

За да бъдат подходящи за живот, тези планети трябва да са в „обитаемата зона” – нито твърде близко, нито твърде далеч от звездата. Също така трябва да са скалисти, тъй като на газовите гиганти не може да има такъв. Цялата ни представа за това как да изглежда той идва от Земята и започваме търсенето от нашата Слънчева система – Сатурн и Юпитер са газови гиганти, което означава, че не са обитаеми. Ако разгледаме Марс като подходящ кандидат, то за да има живот на него, той трябва да е под повърхността, тъй като космическите лъчения там са твърде силни, понеже атмосферата е много тънка в сравнение със земната и не може да ги задържи.

В нашата Слънчева система има и други места, които биха могли да се обитаеми – като спътника на Юпитер – Европа. Повърхността ѝ е покрита със слой от лед, но учените считат, че има активен воден океан под повърхността. Ледената повърхност прави луната една от най-силно отразяващите светлина в Слънчевата система.

Температурата на повърхността на екватора е -160 градуса по Целзий, а на полюсите -220 градуса по Целзий. Също така е покрита с пукнатини, които може да са се получили от приливни вълни на океана под повърхността. Възможно е, когато Европа е близо до Юпитер приливът под леда да се вдига по-високо от нормалното. Ако е така, постоянното вдигане и спадане на водата причинява много от пукнатините, наблюдавани по повърхността ѝ. Също така се счита, че океанът понякога изригва през пукнатините и след това замръзва. Теорията се подкрепя от айсбергите наблюдавани там.

През 2014 учените откриват, че Европа може да има тектонични движения на литосферните плочи, намиращи се над мантията на луната, подобно на земните.

Атмосферата ѝ се състои от кислород, който се получава, когато заредени слънчеви частици, удрят водните молекули. Това ги разделя на кислородни и водородни атоми. Когато водородът, който е много лек елемент, се издигне и отиде в космоса, остава кислородът.

^{Европа Източник: space.com}

Енцелад, чиито среден радиус е едва 252 км, е шестият по големина спътник на Сатурн. От хидротермални дупки излиза водна пара и ледени късове от подводния океан под ледената покривка на Енцелад. Това стълбче от вещества включва също и метан, малко амоняк, въглероден диоксид, въглероден оксид, различни соли и силиций.

Енцелад е покрит с лед, който отразява слънчевата светлина като прясно навалял сняг – почти на 100%. Заради това температурата на повърхността му е изключително ниска – около -201 градуса по Целзий. Геологията му е разнообразна – има 5 типа терен. В части от него има картери, в други области няма такива. Пейзажът се допълва от пукнатини, равнини, набраздявания и гейзери, които най-вероятно са свързани с течната вътрешност на луната.

Със своя огромен океан, уникална химия и вътрешна топлина, Енцелад става от водещите места, където може да има живот.

^{Енцелад Източник: jpl.nasa.gov}

Титан – спътник на Сатурн, също е възможно да бъде обитаем. Той е втората по големина луна в нашата Слънчева система, като първа е Ганимед на Юпитер, който е само с 2% по-голям. Със своя среден радиус от 2575 км, Титан е по-голям от Луната и от планетата Меркурий. Той е и единствената луна в нашата Слънчева система, която има облаци и плътна атмосфера, с преобладаващи азот и метан. Той е също така единственото друго място в Слънчевата система, което има подобен на земният цикъл на течностите по повърхността. Там има реки и езера от течен етан и метан, които се изпаряват и образуват облаци и понякога вали, както се се случва с водата на Земята. Ветровете образуват обширни региони от тъмни, богати на въглеводороди дюни, които опасват екватора и малките географски ширини. Наблюдава се вулканична дейност, но с течна вода вместо лава.

Там е толкова студено (-179 градуса по Целзий), че водата играе роля на скала и лава, а метанът тече в речни канали и изпълва големи езера с течен природен газ. Обширни региони от високи дюни се разпростират през пейзажа – дюни с пясък, образуван от тъмни въглеводородни песъчинки.

Титан има малко кратери, формирани от удари, което означава, че неговата повърхност вероятно е наскоро формирана и някаква комбинация от процеси премахва следите от удари. Това е като при Земята: кратерите на нашата планета са ерозирали от неизтощимите сили на течащата вода и на вятъра. Тези процеси съществуват и на Титан. Тектоничните сили, които представляват движението на земни маси, поради налягане отвътре, също действат на най-голямата луна на Юпитер.

Титан е единствената луна в нашата Слънчева система с плътна атмосфера. Атмосферното налягане на Титан е с 60% повече от земното, близо до налягане на дъното на плувен басейн. Тъй като Титан е по-малко масивен от Земята, неговата гравитация не задържа газовата обвивка толкова плътно, така че атмосферата му се разширява до 10 пъти повече от тази на Земята – почти на 600 км.

Атмосферата се състои главно от азот (95%) и метан (5%), и малки количества от други богати на въглерод съединения. Високо в атмосферата, метановите и азотните молекули се разделят от ултравиолетовата светлина и високо енергийните частици, ускорени от магнитното поле на Сатурн. Продуктите на това разделяне се съединяват отново, за да образуват множество различни органични молекули. (Органичните молекули съдържат въглерод и водород и често включват азот, кислород и други елементи, важни за живота на Земята.)

Част от съединенията, произведени от разделянето и преобразуването на метана и азота в горната част от атмосфера, създават нещо като смог – плътна, оранжево оцветена мъгла, която замъглява повърхността на луната. Част от тежките, богати на въглеводороди съединения също падат на повърхността. Някои от тези въглеводороди формират зрънца, които образуват пясъка на обширните дюнни полета на повърхността на Титан.

Една от големите мистерии е – кой е източникът на метана, който прави възможна цялата тази сложна химия. След като слънчевата светлина го разрушава в атмосферата, то тогава трябва да има източник, който да попълва изгубените запаси. Изследователите подозират, че метанът може да изригва в атмосферата на Титан чрез криовулканизъм.

^{Титан Източник: windows2universe.org}

За да има живот на дадена планета, трябва да има течен разтворител – може да е вода, но и също течни метан или етан. Също така трябва да има и източник на енергия. Като такъв може да се използват и скалите. Ние се нуждаем от въглехидрати, протеини и кислород, но микроорганизмите могат да използват най-различни неща за енергиен източник, например: отпадните продукти от фабриките, водородният сулфат или минерали от скалите.

Бартън също разказа и за пещерните си изследвания, за трудностите при такива екстремни условия и как е открила бактерии пет пъти по-малки от досегашните (стандартен диаметър на сегашните: 0,1-10 микрометра). Откриването на бактерии при екстремни условия помага за разбирането какъв трябва да е животът на друга планета, тъй като условията на околната среда са сходни.

Бартън завърши разказа си с това как от микробиология, е минала през генната регулация, математика, химия, геология и е стигнала до астробиологията, също и спелеологията.

Използвани източници:

http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/ask/245-What-is-astrobiology-

http://www.space.com/15498-europa-sdcmp.html

http://solarsystem.nasa.gov/planets/enceladus

http://solarsystem.nasa.gov/planets/titan

Още по темата

18/05/2016

Животът

Д-р Хейзъл Бартън - изследователят на екстремофилния живот

19/04/2016

Новини

Акценти на Софийския фестивал на науката 2016