Моря Титана

У неба здесь зловеще-оранжевый оттенок, но, в конце концов, оно всегда такое. Вдруг раздается ужасающий рев приближающегося вихря. Начинают собираться тучи, грозящие обрушиться потопом более сильным, чем Всемирный потоп. Даже бывалый инопланетный моряк задумается: а стоит ли лезть в глотку Кракена?

Когда-нибудь такая сцена на самом деле может воплотиться в реальность на Титане, гигантском спутнике Сатурна. Это единственный в Солнечной системе планетарный спутник с плотной атмосферой и, не считая Земли, единственный известный мир, на поверхности которого есть моря и океаны. На Земле реки заполнены водой, а горы сделаны из камня; на Титане текут реки из жидкого метана, а горы и равнины состоят из твердого как железо водяного льда.

Задолго до прибытия миссии «Кассини» ученые подсчитали, что метан и другие жидкие углеводороды могут накапливаться в морях – возможно, даже образуя глобальный океан. Но полной уверенности у нас нет, поскольку поверхность Титана скрывает слой оранжевого смога. Для того чтобы рассеять туман неизвестности, на борту «Кассини» находился посадочный модуль – зонд «Гюйгенс» – который умел плавать.

В 2005 году, когда «Гюйгенс» нырнул в смог, он прислал нам изображения пейзажа, очень похожего на земной. Зонд приземлился на каменистую отмель. Окружающая местность оказалась насквозь пропитана метаном и совсем не напоминала долгожданный океан.

Впервые озера на Титане обнаружил радар «Кассини» в 2006 году. Этот прибор мог смотреть сквозь смог, картографируя небольшой участок поверхности Титана каждый раз, когда «Кассини» проходил мимо. За несколько лет наблюдений удалось установить, что некоторые лужи оказались достаточно большими, чтобы считаться морями. Длина самого большого моря, названного морем Кракена (Kraken Mare) в честь монстра из скандинавской легенды, составляет около 1000 км.

23 мая 2013 года космический аппарат низко пролетел над вторым по величине морем Титана, морем Лигеи (Ligeia Mare). Радар был направлен прямо вниз, что позволяло прибору отслеживать высоту суши и моря – он посылал импульсы радиоволн, а затем измерял, сколько времени требуется для их отражения.

Когда ученые ознакомились с полученными данными, они увидели сигнал, отраженный от морской поверхности – как и ожидалось. А затем был обнаружен второй, слабый сигнал, который буквально через микросекунду отражался от морского дна. Так в первый раз за историю человечества измерили глубину моря за пределами Земли. Временной интервал между первым и вторым отражениями показал, что глубина Лигеи – около 160 метров.

Сюрпризом оказалось, что морское дно вообще можно увидеть. В атмосфере Титана очень много сложных молекул углеводородов, которые поглощают сигналы радара, и ученые предполагали, что эти молекулы будут серьезной помехой при сканировании океана. Таким образом, тот факт, что море Лигеи удалось просмотреть насквозь, говорит о том, что это море свободно от сложных углеводородов. Скорее всего, присутствует лишь некая смесь этана и метана.

Поскольку метан должен испаряться из морей довольно быстро, планетологи ожидали увидеть преобладание этана. Однако новые лабораторные данные показали, что этан слишком сильно поглощает радиоволны, и морское дно Титана было бы недоступно для радара. Поэтому ясно, что северные моря должны освежаться кристально-чистым метаном – возможно, за счет сезонных ливней вроде тех, которые пропитали огромные участки земной суши вблизи экватора в 2011 году.

«Кассини» также увидел в море Лигеи странную деталь, которая то исчезала, то появлялась. Некоторые исследователи предположили, что этот «волшебный остров» может быть плотом из пузырьков азота, с шипением выделяющихся из метана.

Глотка Кракена

Будучи самым большим инопланетным морем, море Кракена обладает особым очарованием, и большинство планов по исследованию морей на Титане связаны именно с ним. Море Кракена почти надвое рассечено мысами суши и цепочкой островов. Ральф Лоренц из Аризонского университета в Тусоне назвал эту зону Глоткой Кракена. Он предположил, что на этом водоразделе может происходить нечто необычное. Гравитационное поле Сатурна должно вызывать приливы в морях Титана. По мере движения Титана по орбите приливная волна в Глотке Кракена может подниматься и опускаться на один метр. Поскольку она поднимается на севере, то должна опускаться на юге, перекатываясь от одного берега к другому, просачиваясь сквозь Глотку Кракена. Согласно расчетам Лоренца, приливное течение может достигать скорости 2 км/час. Хотя это течение может показаться медленным, гравитация на Титане намного слабее, чем на Земле, а жидкость в тамошних морях намного легче, поэтому даже такое мягкое приливное течение может быть достаточно быстрым, чтобы привести Кракена в ярость. Лоренц сравнивает Глотку Кракена с западным побережьем Шотландии, где два острова обрамляют пролив Корриврекан. Здесь приливные течения превращают морскую поверхность в один из самых крупных в мире водоворотов. Может ли Глотка Кракена быть пристанищем для такого же водоворота? Если да, то это было бы любопытным совпадением: легенда гласит, что монстр, в честь которого названо море на Титане, создавал водовороты, которые увлекали моряков к гибели.

Жизнь во льдах

Могут ли в морях Титана обитать не только мифические, но реальные живые существа? Если и так, то они совершенно не похожи на земных. Каждая живая клетка на Земле – это мешочек, заполненный в основном водой и окруженный оболочкой из липидов. Ни один из этих компонентов не будет чувствовать себя достаточно хорошо на Титане – там слишком холодно для жидкой воды, где средняя температура на поверхности составляет –179 °C.

Но в 2017 году Морин Палмер и ее коллеги из Центра космических полетов Годдарда в Гринбелте (штат Мэриленд, США) сообщили об обнаружении следов винилцианида в азотной атмосфере Титана. Согласно исследованию 2015 года, винилцианид особенно хорош в формировании стабильных гибких структур, необходимых для создания подобия клеточной мембраны. По данным Палмер, на Титане много винилцианида. Большое количество строительного материала означает достаточно высокую вероятность того, что мембраны могут вырасти достаточно большими, чтобы поддерживать сложные структуры, такие как «клеточные внутренности».

Конечно, одних мембран было бы недостаточно, но высоко в атмосфере Титана зонд «Кассини» обнаружил молекулу, называемую анионом углеродной цепи, которая могла бы помочь созданию жизни. Рави Десаи и его коллеги из Университетского колледжа Лондона считают, что вблизи поверхности Титана эти анионы могут создавать основы для более крупных и сложных органических молекул.

Титанический полет

Бухты и пляжи в миллиарде километров от Земли; вид колец Сатурна, поднимающихся над волнами и водоворотами; экзотическая химия, которая могла бы пролить свет на происхождение жизни… Трудно найти более заманчивую цель путешествия, чем Титан. Некоторые планетологи разрабатывают проекты космического корабля или даже подводной лодки, чтобы исследовать его далекие моря.

В 2010 году Хантер Вэйт в Юго-Западном научно-исследовательском институте в Сан-Антонио (штат Техас, США) разработал концепцию подводной миссии. Его плавучая база несет подводный аппарат, который будет погружаться за счет заполнения полой камеры жидким метаном. Позже субмарина может сбросить камеру и снова подняться на поверхность.

На дне морей могут существовать органические отложения, содержащие залежи химических соединений – особенно если на дно из недр Титана просачивается жидкая вода, имитируя бескислородную, богатую органическими веществами среду ранней Земли. Подводная лодка также может измерять изотопную смесь различных химических веществ – возможно, это поможет геологам узнать, как образовался и развивался Титан.