Наука в поисках Бога

Воздух, как известно, в основном состоит из кислорода и азота. Если же взять немного воздуха и начать его охлаждать, можно последовательно выделить из него в виде конденсата разные молекулы. Первой выделится вода, затем углекислый газ и гораздо позже, то есть при гораздо более низких температурах, кислород и азот.

Рассмотрим конденсацию молекулы воды. Конденсация не означает, что водяные молекулы сыплются из воздуха как попало. Они образуют аккуратную шестигранную кристаллическую решетку, выстраивающуюся во всю длину ледяного кристалла, снежинки или другого образования. Есть молекулы, которые выпадают конденсатом при более высоких температурах, как, например, кремнезем — диоксид кремния, который также образует кристаллическую решетку.

А теперь давайте вернемся к солнечной туманности, из которой, как уже говорилось раньше, почти наверняка сформировалась Солнечная система с в центре и понижением температуры по мере удаления от него. Попробуем представить ее как смесь в изобилии представленного в космосе сырья, в том числе воды (H2O, об избытке которой нам известно благодаря спектральному анализу астрономических объектов), метана (CH4— мы знаем, что его тоже много), кремнезема (SiO2 — тоже в изобилии, как нам известно). Из этой смеси на разном расстоянии от Солнца будут выпадать конденсатом разные вещества, поскольку у всех у них разное давление парообразования и разная точка плавления. И мы увидим (догадываетесь?), что вода конденсируется примерно там, где находится Земля, тогда как соли кремниевых кислот выпадают ближе к Солнцу, поэтому жидкие или газообразные силикаты в обычных условиях существования планет искать не стоит даже на орбите Меркурия. В свою очередь, метан будет конденсироваться где-нибудь в районе нынешней орбиты Сатурна. При этом метан — возможно, главная углеродсодержащая молекула во всем космосе, и из вышесказанного следует, что на ранних этапах формирования солнечной туманности метан должен был преимущественно конденсироваться во внешней части Солнечной системы, а не во внутренней. И если это общий принцип, то органической материи окажется больше во внешних космических пределах и гораздо меньше в наших краях.

Да, на Луне или на Меркурии метана маловато. Однако, начиная с орбиты Сатурна, мы будем обнаруживать не только признаки метана — в спектральном анализе Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна метана предостаточно, — но и убедительные свидетельства присутствия сложных органических молекул во внешней Солнечной системе.

Это фотография Япета, одного из спутников Сатурна. Затемненная область — это не тень. У этого спутника разительный контраст между полушариями: одно темное, другое ярко сияет. И в яркой зоне присутствует отчетливый спектральный признак водяного льда.

Ни «Вояджер-1», ни «Вояджер-2» не подлетали к Япету достаточно близко. Мы считаем, что это органическая материя. Она очень темная. В центре этой темной области альбедо — отражательная способность — составляет около 5%. Не стану утверждать наверняка, но думаю, что в помещении, где вы находитесь, нет ничего настолько темного — с альбедо в 5%. А еще эта материя красноватая. То есть слабо отражает свет, но если отражает, то в красной, а не синей части видимого спектра. И значения альбедо и цвета не соотносятся с широким кругом других выдаваемых навскидку предположений о том, что это может быть — различные соли, например. Зато они согласуются с разного рода сложной органической материей. Мы знаем, что в космосе имеется сложная органика. Один довод, связанный с кометами, я вам уже приводил. Другой с разновидностью метеоритов, называемых углистыми, — они падают на Землю и содержат до 10% сложной органики.

. 24. Япет

Поверхность этого загадочного спутника Сатурна разделена на две совершенно разные зоны, одна из которых покрыта ярко сияющим льдом, а другая — очень темным красным веществом неизвестного состава. Подобное бимодальное распределение яркости для нашей Солнечной системы уникально, как и хребет, проходящий вдоль экватора Япета.

. 25. Мелкие спутники Сатурна

Показанные здесь спутники имеют от 20 до 200 км в поперечнике. Для обретения шарообразной формы сила тяжести на них слишком мала.

А это групповой портрет ряда мелких спутников Сатурна. Все они были открыты космическими аппаратами «Вояджер», ни один не был известен прежде. Самые маленькие насчитывают порядка 10 км в поперечнике. крупный — под сотню километров. Это крохотные миры, и все они темные и красные, как Япет.

На следующем изображении перед нами кольца Урана. Снимок может показаться нечетким, но сделать его стоило большого труда. Кольца сняты в инфракрасном диапазоне при длине волны 2,2 микрона. Они существенно отличаются от колец Сатурна: более узкие, более разреженные и черные, а значит, тоже говорят о преобладании темной, красноватой, предположительно органической материи во внешней Солнечной системе.

. 26. Кольца Урана