Юпітер – загадка гіганта
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Юпітер… Недарма прозвали його планетою-гігантом. Маса його становить більше двох третин маси всіх планет сонячної системи, і як це не прикро, на «піщинки», включаючи нашу Землю, припадає всього один відсоток загальної маси.
Похмурий, загадковий Юпітер, закутаний непроникною пеленою отруйних хмар. Але перш ніж говорити про його загадки, трохи цифр. Без них не обійтися. Отже, відомо: обсяг Юпітера більше обсягу Землі в 1300 разів; маса Юпітера більше маси Землі в 318 разів. 1300 і 318. З порівняння цих цифр видно, що речовина на Юпітері розміщена більш вільно. Щільність її набагато менше щільності нашої планети і всього в півтора рази більше щільності води. Почасти це вірно. Але…
Маса Юпітера, виявляється, розміщена не зовсім рівномірно. Планета-гігант, як і наша Земля, складається з літосфери – твердого ядра, гідросфери і, нарешті, атмосфери. Причому співвідношення трьох цих сфер у нас і на Юпітері зовсім різні. Обсяг літосфери Землі майже дорівнює всьому об’єму планети – 99,5 відсотка. Тверде ж ядро Юпітера становить лише тринадцяту частину його видимого в телескоп обсягу. Решту ділять приблизно порівну гідро- і атмосфери. Так що на перевірку Юпітер виходить «газовим гігантом».
Ось ці-то дві верхні оболонки Юпітера – газова і рідка – є, на думку деяких вчених, житлом життя. Коли виникає суперечка, на якій з планет, швидше за все, можливе життя, відразу відкидаються зазвичай Меркурій і наш супутник – Місяць. Меркурій занадто близький до Сонця і розжарений, Місяць безповітряний, на ньому занадто великі коливання температури. Марс? Мабуть. Хоча майже немає на ньому кисню, хоча і холоднувато там для білкових форм життя, скажуть деякі, чому б не виникнути на Марсі самій примітивній рослинності?
– Ну, а Юпітер? – Нерішуче запитаєте ви.
Тут багато фахівців замахає руками.
– Неможливо! Адже там все не як на Землі. Атмосфера Юпітера дуже отруйна і товста. Світла і тепла вона не пропускає. А яке життя в мороці і стоградусному холоді?! Та до того ж невпинні урагани і величезне тяжіння планети-гіганта. Ні! Ніяк немає!..
І все ж, хоча Сонце доносить до Юпітера у двадцять п’ять разів менше тепла, ніж до Землі, хоча атмосфера Юпітера на три чверті складається з водню, на чверть з гелію і в ній присутні рясні домішки аміаку і метану, хоча поверхня планети покрита багатокілометровим шаром замерзлого аміаку, «якісь форми життя на Юпітері можливі» – стверджують деякі астрономи.
Чи правда, що на Юпітері так вже холодно? Дійсно, сонячного тепла до Юпітера доходить мало. Але зате його атмосфера може утримати це тепло. Більше половини сонячного світла поглинає вона. І нехай промені Сонця не доходять до поверхні Юпітера у вигляді прямого світла – вони проникають туди у вигляді тепла. Більше того, тепло це не відбивається поверхнею планети, не втрачається. Аміак і метан, що містяться в атмосфері Юпітера, не дають йому піти назад. Тому можливо, що на дні цього величезного «парника» так само тепло, як на поверхні Землі! І не виключено, що Юпітер – єдина з планет-гігантів, яка володіє гідросферою.
Отже, океан Юпітера. Найглибший, безмежний океан, який в півмільйона разів більше нашого Світового океану. І над ним атмосфера – важка, густа, як суп. Атмосфера, схожа на ту, яка, за нинішніми уявленнями, оточувала нашу планету, коли на ній тільки-тільки зароджувалося життя. Аміак, метан, вода, розчинені солі – ось будівельний матеріал для створення органічних сполук. В океані Юпітера цього матеріалу достатньо. Але життя… Щоб воно виникло, треба привести цей матеріал в рух. Потрібна енергія.
Всі, хто бачив фотографії Юпітера, отримані за допомогою телескопа, помітили на приплюснутому колі планети паралельні смуги. Смуги ці складаються з молекулярних осколків, які поводяться дуже активно. Це ультрафіолетові промені Сонця розбивають молекули. І звичайно, повітряні течії захоплюють частину цих осколків молекул в глиб атмосфери, до поверхні океану. Віддаючи свою енергію, молекулярні осколки вступають в реакцію з простими молекулами і утворюють більш складні. Ось один із шляхів виникнення життя.
Але навіть якщо енергії Сонця, енергії ультрафіолетових променів не вистачить, щоб сколихнути життя в океані Юпітера, не слід забувати і ще про два джерела енергії. Перший з них – блискавки. Під стать юпітерським масштабам, потужні, тривалі, безперервно розряджаються вони, насилу розмішуючи густий «суп» атмосфери, породжуючи жахливі смерчі і шалені бурі. Друге джерело енергії – природна радіоактивність.
Так чому ж дійсно не виникнути життю на Юпітері, якщо температура там підходяща, якщо є маса сировини для будівництва органічних сполук, якщо є, нарешті, енергія, здатна штовхнути цю сировину на шлях перетворення більш простого в більш складне?
Але бурі, урагани – як бути з ними? Заспокойтеся. Життю в глибині океану вони перешкодити не зможуть. Вже на глибині в кілька сот метрів їх буйне шаленство буде відчуватися лише як ледь помітна океанська течія.
Величезне тяжіння? Це теж не перешкода для життя. Адже його вплив майже повністю нейтралізується плавучістю. Відсутність кисню теж не може збентежити нас. І у нас на Землі життя зародилося і розвивалося, коли в атмосфері ще не було газоподібного кисню. Та й зараз на Землі живуть бактерії, які чудово обходяться без нього.
Але якщо і є на Юпітері живі істоти, життя їх, на жаль, повністю ізольоване. Перебуваючи в товщі океану, вони в кращому випадку відчували б лише ледь помітне теплове випромінювання, що потрапляє до них ззовні, від Сонця. Шлях у всесвіт для істот, що населяють Юпітер, будь у них навіть розум, подібний розуму людини, відрізаний назавжди. Немислимо знайти спосіб вийти з безодень океану, пробити безбережну отруйну атмосферу і влаштуватися на одному з супутників, щоб кинути погляд на Сонце, зірки, планети. Такі загадки Юпітера – планети-гіганта.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.