почему нельзя жить на юпитере
Может ли возникнуть жизнь на Юпитере?
Одна из самых живописных планет Солнечной системы — Юпитер, давно привлекает исследователей космоса как место уникальных природных процессов, хотя и не рассматривается всерьез как потенциальное место для зарождения жизни. Несмотря на это, еще в далеком 1970 году известный американский астроном Карл Саган высказал весьма экстравагантную для своего времени версию о наличии жизни в облаках этой планеты.
Кто может жить на Юпитере?
Хотя на Юпитере отсутствует какая-либо твердая поверхность или даже просто ее некое подобие, на планете-гиганте могут существовать экзотические формы жизни, которых нет на Земле. Среди таких гипотетических жизненных форм, Карл Саган выделил несколько довольно необычных существ: флоатеров, синкеров и хантеров. Так, флоатеры могут представлять из себя по-настоящему гигантские организмы, достигающие километровых размеров! Они могут иметь форму воздушных шаров, которая бы позволяла свободно держаться в атмосфере и вырабатывать энергию благодаря использованию органических молекул.
Синкеры могут быть похожими на обычные земные микроорганизмы с той только разницей, что для своего выживания эти существа должны будут избегать горячие конвекторные потоки Юпитера. Кроме того, синкеры должны иметь способность к массовому размножению, что помогало бы им выжить в крайне неблагоприятных условиях в атмосфере планеты-гиганта.
Как известно, в любой экосистеме есть место для разных видов хищников, которые бы регулировали численность травоядных. В том случае, если синкеры и флоатеры действительно питаются какими-либо органическими веществами, то регулировать количество подобных организмов должны будут хантеры (от англ. Hunter — охотник).
Кроме того, даже если теория Карла Сагана о жизни на Юпитере несостоятельна, не стоит исключать ее наличие в подобных формах на других планетах. Желая доказать теорию американского ученого, исследователи из Института биофизики Сибирского отделения РАН разработали особую теорию об автокаталитическом способе зарождения жизни на Земле.
Согласно данной теории, создателями первых микроорганизмов, породивших жизнь на Земле в тех формах, которые нам известны, стали некие автокаталитические системы, которые усложняли сами себя в результате естественного отбора. Иными словами, автокатализатором могла бы выступать всё еще неживая материя, при этом способная к самоусложнению. Вероятность возникновения подобных полуорганизмов где-нибудь на Юпитере довольно мала, однако вполне реальна.
Некоторые земные бактерии могут выжить в атмосфере Юпитера
Одной из самых главных проблем для зарождения жизни в атмосфере планеты-гиганта могут являться практически полное отсутствие кислорода и огромное количество аммиака. Для того чтобы выяснить, могут ли земные бактерии выжить в крайне суровой атмосфере Юпитера, группа калифорнийских ученых поставила эксперимент, поместив земных бактерий-экстремофилов в безвоздушные условия, приближенные к юпитерианским.
В результате эксперимента выяснилось, что некоторые микроорганизмы действительно способны выжить и размножаться в условиях атмосферы с высоким содержанием аммиака, водорода и гелия, что значительно повышает наши шансы найти какую-либо жизнь, пусть даже самую простую, в атмосферах планет-гигантов Солнечной системы.
Эту статью, а также многие другие, вы можете обсудить в нашем Telegram-чате.
Что будет с человеком, если он упадёт на Юпитер
Люди посылали множество аппаратов на разные планеты Солнечной системы. Но существуют места, который нам не изучить настолько, насколько хочется, и одним из таких мест является Юпитер.
На Юпитер невозможно «приземлиться», так как он состоит из гелия и водорода. Сесть на него тоже самое, что приземлиться на облако. На планете отсутствует какая-либо твёрдая поверхность, на которую можно опереться, лишь огромные километры газа.
Хоть Юпитер и не имеет твёрдой поверхности, пролететь сквозь него не получится, так как не удастся достигнуть и середины пути.
Нет необходимости использовать какие-то специальные космические корабли, так как они одинаково все долго не проживут.
Достигнув глубины в 250 километров корабль ощутит на себе чудовищной силы ветра. Дело в том, что Юпитер довольно быстро вращается вокруг своей оси, один оборот занимает 9,5 часов. Из-за такого быстрого вращения появляются ветра, которые имеют скорость 500 км/ч.
Опустившись ещё на 120 километров вглубь корабль достигнет отметки, до которой добрался зонд Галилео. После входа в атмосферу планеты зонд прожил 58 минут и был уничтожен страшным давлением.
Если корабль опустится ещё на 700 километров, то он достигнет области, где давление в 1150 раз выше чем на Земле. Если корабль будет спроектирован как батискаф Триест (аппарат, который погружался на дно Марианской впадины), то он сможет спокойно просуществовать в этой области ещё какое-то время.
Если опускаться глубже, то уже ни один человеческий аппарат не выдержит тех условий.
Однако, если кораблю удастся каким-то образом не разбиться и опуститься глубже, то человеку откроется множество загадок Юпитера. Вот только ими не получится поделиться с другими. Если передавать сигнал из недр Юпитера, то атмосфера поглотит все радиоволны. Поэтому коммуникация с внешним миром там невозможна.
На глубине 4,5 тысяч километров температура окружающей среды достигнет 3,3 тысяч градусов по Цельсию, поэтому даже самый тугоплавкий металл—Вольфрам, начнёт там плавиться.
На глубине 21 тысячи километров условия становятся адскими настолько, что свойства водорода начинают меняться, приводя к появлению так называемого металлического водорода. Данный водород плотнее камня и отражает абсолютно весь падающий на него свет. Так что если его осветить, то не удастся ничего увидеть.
Приближаясь к металлическому водороду он начнёт вас выталкивать, но гравитация Юпитера вновь потянет вас вниз. Таким образом корабль так и будет колебаться, не способный подняться и опуститься.
Юпитер настолько суров, что вряд ли человечество сможет его изучить полностью. Максимум, человек сможет изучить верхние слои, и даже может быть сможет на них жить, построив специальные станции. Но этого мы не узнаем.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать /наука, история, политика, творчество/
Лучший способ изучить планету – приземлиться на неё. Поэтому люди посылали космические аппараты на Луну, Венеру, Марс, на Титан – луну Сатурна… Список можно долго продолжать.
Но есть в Солнечной системе несколько мест, которые мы можем никогда не изучить настолько, насколько нам хочется. Одно из таких мест – Юпитер.
Юпитер в основе своей состоит из водорода и гелия. Так что попытка приземления на него будет сродни попытке приземлиться на облако здесь, на Земле. Нет никакой поверхности, на которую можно было бы опереться. Только бесчисленные километры газа…
Тогда появляется вопрос: возможно ли влететь в Юпитер с одной стороны и вылететь с другой? На самом деле нет, вы не преодолеете даже половину пути. Итак, вот что произойдёт, если попробовать приземлиться на Юпитере:
Важно отметить, что в этом примере, в первой половине пути до центра Юпитера, мы используем аппарат для посадки на Луну. В действительности, этот аппарат относительно непрочен по сравнению, к примеру, с космическим кораблём Орион от НАСА. Поэтому аппарат для посадки на Луну не будет использоваться для посадки на любую планету, у которой есть атмосфера – такую, как Юпитер. Однако любой космический корабль, как бы он ни был надёжен, недолго проживёт на Юпитере, поэтому аппарат для посадки на Луну так же хорош для этого гипотетического сценария.
Во-первых, в атмосфере Юпитера нет кислорода, поэтому убедитесь, что у вас достаточный его запас. Во-вторых – там очень высокая температура, так что приготовьте кондиционер. Вот, теперь вы готовы к этому невероятному путешествию.
Теперь схватитесь за что-нибудь покрепче. Когда вы войдёте в верхние слои атмосферы, вы будете мчаться к центру Юпитера со скоростью около 177 000 км/ч только под действием его силы тяжести. Так вы очень быстро попадёте в более плотный слой атмосферы, о который ударитесь, словно о стену. Однако этого удара будет недостаточно, чтобы остановить вас.
Примерно через три минуты вы достигнете вершины облачного слоя на глубине 250 км. Здесь вы ощутите все прелести вращения Юпитера, который является самой быстро вращающейся планетой в Солнечной системе – один оборот он совершает примерно за 9,5 земных часов. Это создаёт мощнейшие ветра, которые мчатся вокруг планеты со скоростью более 500 км/ч.
Ещё через 120 километров вы достигнете границы, до которой Юпитер когда-либо был исследован: зонд Галилео дошёл до этой отметки в 1995. Через 58 минут после входа в атмосферу контакт с зондом был потерян – его уничтожило чудовищное давление.
Давление здесь в 100 раз больше, чем на поверхности Земли. И вы не будете ничего видеть, поэтому придётся полагаться на оборудование, чтобы ориентироваться в пространстве.
Ещё через 700 километров давление будет в 1150 раз больше. Шанс здесь выжить появляется, если ваш спусковой модуль спроектирован как батискаф Триест – глубоководный исследовательский аппарат, совершивший погружение в Марианскую впадину. Чуть глубже – и ни один из существующих человеческих механизмов не переживёт такую высокую температуру и давление.
Однако если вам каким-то чудом удастся спуститься ещё глубже, вам откроются величайшие загадки Юпитера. Правда, к сожалению, вы не сможете рассказать об этом остальным – атмосфера Юпитера поглощает радиоволны, так что коммуникация с внешним миром невозможна.
Как только вы достигнете глубины в 4500 километров, температура окружающей среды будет уже 3300⁰C. Этого достаточно, чтобы расплавить вольфрам – самый тугоплавкий металл во Вселенной.
Вы летите уже 12 часов — и не прошли даже половину пути.
На отметке 21 000 километров вы достигнете глубочайшего слоя Юпитера. Давление здесь в 2 миллиона раз выше, чем на поверхности Земли, а температура – выше, чем на Солнце. Такие условия настолько экстремальны, что меняют химические свойства водорода. Его атомы очень сильно сжаты и находятся так близко, что электронные связи между ними нарушаются, и формируется необычное вещество – металлический водород. Металлический водород отражает весь свет, что на него попадает, так что если вы попробуете посветить вниз и разглядеть там что-то, это будет невозможно.
А еще он очень плотный – гораздо плотнее камня. Если вы направитесь дальше, выталкивающая сила металлического водорода будет противостоять силе тяжести, тянущей вас вниз. Поэтому сначала вас вытолкнет наверх, а потом – снова потянет вниз, как на качелях. А когда эти силы сравняются, вы будете плавать где-то в Юпитере, неспособные ни спуститься глубже, ни подняться наверх.
Подводя итоги – приземление на Юпитер — это плохая затея. Человек никогда не увидит своими глазами, что же скрывается под этими величественными облаками.
А вот на днях НАСА обнародовала данные, которые зафиксировал зонд Juno.
Они свидетельствуют о том, что Юпитер — еще более сложная планета, чем считалось до этого. Оказалось, например, что сильные вихри, зафиксированные в его атмосфере, проникают внутрь планеты и вызывают изменения в гравитационном поле.
Согласно информации о гравитации, газовое ядро Юпитера вращается как твердое тело, сообщает The Verge.
Juno также сделал в инфракрасном диапазоне снимки поверхности планеты. Благодаря им выяснилось, что циклоны в атмосфере Юпитера на его полюсах складываются в причудливые узоры. Причину этого ученые пока не установили.
Запущенный в 2011 году Juno («Юнона») вышел на орбиту Юпитера в 2016 году. Предполагается, что аппарат будет работать до середины 2018 года, после чего его спустят в атмосферу планеты, где он сгорит.
На Юпитер – в поисках жизни
На гигантской планете нет твердой поверхности, а в атмосфере вечно бушуют бури с грозами. Захотелось бы тебе слетать туда на каникулы?
Если честно, то проводить каникулы на Юпитере – не самая лучшая идея. Планета размера XXL располагается примерно в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, и, соответственно, получает в 27 раз меньше света и тепла. Так что не стоит рассчитывать на расслабленный пляжный отдых.
На высоте – настоящий дубак с температурой – 150 °С, а внизу еще хуже, там адское пекло! Представь: ты медленно спускаешься в темно-голубом небе Юпитера, пересекаешь гряду облаков, как вдруг… бац! По космическому кораблю бьет порыв циклонного ветра, и в следующее мгновение тебя уже несет над горами и каньоноами цвета охры. Впрочем, это никакие не горы, а завихрения облаков, зачастую более объемных, нежели на Земле. Если спуститься ниже, скорость ветров превысит 600 км/ч, а небосвод разрежут вспышки молний, в тысячу раз более ярких, чем те, которые бывают у нас во время грозы. Но главное, не успеешь ты пошутить: «О, тепленькая пошла…», как уже превратишься в жареную отбивную. Ведь Юпитер, можно сказать, недоделанная звезда.
Он – огромнейший газовый шар, состоящий в основном, подобно Солнцу, из водорода (Н2) и гелия (Не), но чтобы загореться, размера ему немного не хватило. (Хотя он и в два с половиной раза тяжелее всех остальных планет Солнечной системы). Столь чудовищная масса создает в глубинах Юпитера колоссальное давление, в результате чего газ нагревается до огромных температур. Если у Юпитера и было какое-нибудь ядро из скальных пород, то оно, скорее всего, расплавилось и растворилось в окружающем газе. То есть, вполне возможно, что планету Юпитер поглотила… собственная атмосфера!
Короче, на этой высоте условия жизни сопоставимы с теми, что существуют в наших земных океанах. Газовая атмосфера почти столь же плотная, как и вода (800 граммов вместо 1 кг на литр), а давление как на глубине 100 м ниже уровня моря. Может ли здесь существовать жизнь?
Сорок лет назад два видных ученых уже развлекались игрой, которая называлась «А что, если. », поэтому нам не нужно ничего придумывать. Эдвин Солпитер, американский астрофизик, и Карл Саган, астроном и знаменитый популяризатор науки, попытались представить, какие формы жизни способны обитать в вихревой атмосфере Юпитера. И вот что у них получилось. На Земле основой пищевой цепи – источником всякой живой материи – служат растения или бактерии, способные превращать в собственное питание углекислый газ и воду с помощью химического процесса, именуемого фотосинтезом. Растения служат пищей травоядным животным, а наверху пищевой цепи располагаются хищники, охотящиеся за травоядными.
ЛЕТУЧАЯ ФЛОРА И ФАУНА
Следишь за ходом мысли? В теплой зоне Юпитера микроорганизмы могут производить себе пищу на основе метана СН4 – он заменит углекислый газ СО2, став источником углерода. А аммиак NH3 послужит источником азота для образования протеинов, а также сыграет роль воды и солнечного света. Разумеется, такие микроорганизмы, которых Саган и Солпитер назвали «синкерами» (англ. sinker – «грузило»), быстро опускаются в нижние слои юпитерианской атмосферы, где и сгорают. Однако их крошечный размер позволяет им довольно долго оставаться в подвешенном состоянии, паря в восходящих потоках газа, а быстрое воспроизводство с обильным потомством дает возможность сохранять популяцию. Именно так поступают микроводоросли планктона в наших океанах, прежде чем опуститься на дно и погибнуть там без солнечного света.
Два ученых-фантазера даже предположили, что цветные частицы, придающие облакам Юпитера желтые, коричневые и даже красные оттенки, вполне могут быть этими самими «фотосинтетическими» микробами: ведь, поглощая часть света, они обязательно должны были окраситься, как это происходит с зеленым пигментом хлорофиллом у растений. Далее по пищевой цепи Юпитера следуют флоатеры (англ. floater – «поплавок»), которые и питаются сникерами, точно так же как на Земле травоядные поедают растения. Флоатеры должны быть намного крупнее спикеров, по образу и подобию китов, охочих до планктона. А чтобы они могли летать в атмосфере Юпитера, им необходимо пользоваться выталкивающей силой из закона Архимеда и быть похожими на монгольфьеры.
НЕ ЗАБЫВАЕМ ПРО СПУТНИКИ!
И последние персонажи, описанные Саганом и Солпитером, – крылатые хантеры (англ. hunter – «охотник»), пожирающие флоатеров. Мрачноватая картина получилась, не правда ли? Разумеется, научно-исследовательские зонды, вдоль и поперек облетевшие Юпитер не заметили и следа этих флоатеров! Возможно, всё-таки необходим океан жидкой воды, как на Земле, чтобы возникла жизнь. Если это так, то Юпитер очевидно, необитаем… а вот на его спутниках может быть иная картина! Ведь у них по соседству располагается замечательный источник энергии: масса космического гиганта создает такие мощные приливные силы, что спутникам скучать не приходится. В их недрах происходят неустанные процессы, что-то движется, трещит, трется и… нагревается! Немудрено, что лед на Европе, юпитерианском спутнике, частично растаял: под его поверхностным пластом, по всей видимости, находится океан жидкой воды 100 км глубиной. Могут ли обитать в нем морские чудовища? Почему бы и нет? Как и на другом спутнике планеты – Ганимеде.
И последнее. Если даже жизнь не возникла ни в атмосфере Юпитера, ни на его спутниках, то что, в принципе, мешает нам, землянам, освоить пустующие пространства? Город в виде летучего корабля диаметром три километра способен принять около 50 000 жителей, а поддерживать его в атмосфере планеты станут три воздушных шара, каждый диаметром километр. Как Лапута в «Путешествиях Гулливера» или Облачный город на планете Беспин в «Звездных войнах». Надо лишь построить его в виде бронированной подводной лодки (не забывай о том, что давление за бортом будет равно давлению воды на глубине 100 метров!). И еще один пустяк, о котором тебе необходимо знать. Огромная масса Юпитера создает соответствующую силу притяжения, в два с половиной раза превышающую земную. Так что готовься весить не 50 кг, а все 125!
Мда, ты прав, отменяем наше путешествие. Что за отдых в таких условиях? А знаешь что? Давай махнем на Сатурн, там сила притяжения на «удобной» высоте примерно равна земной, вдруг понравится? Какой же главный вывод можно сделать? Гигантские планеты представляют собой системы, в которых есть в избытке и энергия, и необходимая для зарождения жизни материя. Вопрос, в сущности, заключается не в том, пригодны ли они для проживания человека, а в том, есть ли на них сейчас жизнь или возможна ли она в будущем…
Что произойдет, если люди решат высадиться на Юпитере?
Лучший способ исследовать новый мир — это высадиться на нем. Вот почему люди отправили космические корабли на Луну, Венеру, Марс, спутник Сатурна, Титан и другие. Но есть несколько мест в Солнечной системе, которые мы никогда не поймем так хорошо, как нам хотелось бы. Одно из них – Юпитер, который состоит в основном из водорода и гелия. Пытаться приземлиться на него – все равно что пытаться приземлиться на облако здесь, на Земле. У этого газового гиганта нет внешней коры, чтобы остановить ваше падение, все, что там есть – бесконечная полоса атмосферы. Более того, вы столкнетесь с чрезвычайно высокой температурой и будете свободно парить в середине планеты, не имея возможности сбежать. Таким образом, главный вопрос заключается в следующем: могли бы вы провалиться сквозь один конец Юпитера и вылететь из другого? Оказывается, вы не пройдете и половины пути. Рассказываем, почему.
Если человек прилетит на Юпитер, ничего хорошего не получится
Самая большая планета Солнечной системы
Из всех миров Солнечной системы Юпитер – наименее приглядная для жизни планета. В 2017 году немецкие ученые из Института планетологии сообщили о том, что ядро Юпитера было образовано спустя миллион лет после рождения Солнца. Исследователи отмечают, что газовый гигант сыграл важную роль в формировании всей Солнечной системы и благодаря его изучению ученые могут судить об изменениях, произошедших с Солнечной системой за все это время.
Примечательно также и то, что сегодня мы знаем об этой удивительной планете больше, чем когда-либо. Начиная с миссий «Вояджер-1» и «Вояджер-2», разработанных специально для изучения Юпитера и Сатурна и запущенных в космос в 1977 году, до отправки зонда Juno, которая состоялась в 2011 году. В июле 2016 года аппарат долетел до пункта назначения. Основная цель миссии — получить данные о происхождении и эволюции Юпитера, а также происходящих на планете процессах.
Фотография Юпитера сделанная космическим аппаратом «Вояджер-1»
Но может ли какой-нибудь из запущенных в космос аппаратов приземлиться на поверхность газового гиганта? Исследователи полагают, что любой космический аппарат, каким бы прочным он ни был, не сможет долго продержаться на Юпитере, поэтому лунный спускаемый аппарат – это такой же хороший выбор, как и любой другой для этого гипотетического сценария. Но что будет, если человек когда-нибудь решит высадиться на поверхность этой недружелюбной планеты?
Человек на Юпитере
Так как в атмосфере Юпитера нет кислорода, главное – не забыть взять с собой побольше воздуха. Следующая проблема — палящие температуры, так что придется захватить еще и кондиционер. Теперь вы готовы к путешествию эпических масштабов.
Итак, когда вы войдете в верхнюю часть атмосферы, то будете двигаться со скоростью 177 километров в час под действием силы тяжести Юпитера. Но соберитесь. Вы быстро попадете в более плотную атмосферу внизу, которая ударит вас, словно стена. Но вас это не остановит и примерно через 3 минуты вы достигнете вершины облаков и окажетесь на глубине 249 километров. Здесь вы испытаете на себе всю тяжесть вращения газового гиганта.
Юпитер вращается быстрее всех остальных планет Солнечной системы. Один день здесь длится около 9,5 земных часов. Это создает мощные ветры, которые могут кружить вокруг планеты со скоростью превышающей 482 километра в час.
При этом примерно в 120 километрах под облаками вы достигаете предела человеческих возможностей. Так, например, зонд «Галилео» нырнув в атмосферу Юпитера в 1995 году, продержался всего 58 минут, прежде чем был разрушен сокрушительным давлением газового гиганта.
Так выглядит Юпитер в объективе аппарата Juno
Но если допустить, что вы летите вглубь Юпитера на космическом корабле, то вы не сможете ничего увидеть, поэтому придется полагаться на встроенные в корабль инструменты, чтобы понять что происходит вокруг. На глубине 692 километров давление в 1150 раз выше, чем на Земле. Еще немного глубже, и давление и температура будут слишком велики, чтобы их смог выдержать космический корабль.
Но допустим, вы могли бы найти способ спуститься еще ниже. Если у вас получится, то вы раскроете некоторые из величайших тайн Юпитера. Но, к сожалению, рассказать кому-нибудь об этой находке вы не сможете –атмосфера планеты поглощает радиоволны, поэтому вы будете полностью отрезаны от внешнего мира.
Как только вы достигнете глубины превышающей 4 тысячи километров, температура составит 3371°С. Эта температура может расплавить вольфрам – металл с самой высокой температурой плавления во Вселенной. Время вашего падения при этом составит по крайней мере 12 часов. И вы не пройдете даже половины пути.
Оказавшись на глубине 21 тысячи километров вы достигнете самого внутреннего слоя Юпитера. Здесь давление в 2 миллиона раз сильнее, чем на поверхности Земли. А температура выше, чем на поверхности Солнца. Эти условия настолько экстремальны, что меняют химию водорода вокруг вас: молекулы водорода прижимаются друг к другу так близко, что их электроны распадаются, образуя необычное вещество, называемое металлическим водородом. Металлический водород обладает высокой светоотражающей способностью. Поэтому, если вы попытаетесь использовать фонарик, чтобы оглядеться внизу, то ничего не увидите.
Причудливые облака обволакивают поверхность газового гиганта
Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Google News
Так как этот металлический водород такой же плотный, как скала, по мере вашего продвижения вглубь планеты, сила плавучести металлического водорода будет противодействовать гравитационному притяжению. В конце концов, эта плавучесть будет «выстреливать» вами обратно вверх, пока гравитация не потянет вас обратно вниз, как игрушку йо-йо. И когда эти две силы сравняются, вы останетесь в свободном плавании в середине Юпитера, не в состоянии двигаться вверх или вниз и без малейшей возможности выбраться.
Думаю, будет достаточно сказать, что все попытки высадиться на Юпитере – плохая идея. Возможно, мы никогда не увидим, что скрывается под этими величественными облаками. Но мы можем изучать и восхищаться этой загадочной планетой издалека.