Открыто в 1930 году, Плутон считался девятой планетой нашей Солнечной Системы много десятилетий. И хотя его статус был понижен до карликовой планеты, благодаря открытию Эриды в 2004 году, Плутон продолжает очаровывать и интриговать астрономов.

Иллюстрация Плутона с разрежённой атмосферой, которая не поддаётся объяснению. Космический аппарат «Новые Горизонты» показал нам светло-красную, персикового цвета поверхность с большими контрастными областями белого и тёмно-красного цвета. Предоставлено: NASA/New Horizons.

И в июле 2015 года космический аппарат «Новые Горизонты» совершил пролёт мимо Плутона и 25 октября 2016 года передал последний байт данных, собранных во время этого пролёта. Теперь учёные изучают снимки, полученные этим аппаратом, чтобы ответить на некоторые животрепещущие вопросы об этом небесном теле - не последним из которых является вопрос, есть ли жизнь на Плутоне!

Условия на поверхности

Честно говоря нет практически никаких шансов, что на поверхности Плутона есть жизнь. Во-первых, его орбита вокруг Солнца проходит на экстремально далёких расстояниях в диапазоне от 29,657 астрономических единиц (4 437 000 000 км) в перигелии до 48,871 астрономических единиц (7 311 000 000 км) в афелии. На таком расстоянии температуры поверхности достигают нижней границы в 33 Кельвин (-240 °С).

При таких температурах замерзает не только вода, но и другие жидкости и газы, присутствующие на поверхности Плутона, такие как метан (CH4), азот (N2) и окись углерода (CO). Эти соединения имеют гораздо более низкие точки замерзания по сравнению с водой, и поэтому шанс жизни выжить в таких условиях сводится к нулю.

 Художественная концепция ледяного Плутона. Предоставлено: ESO/ L. Calçada.

И хотя Плутон имеет разреженную атмосферу, она состоит преимущественно из азота, метана и окиси углерода, которые находятся в равновесии с их льдами на поверхности. В то же время давление у поверхности находится в диапазоне от 6,5 до 24 бар (0,65 - 2,4 Па), это всего в 100 000 - 1 000 000 раз меньше атмосферного давления у поверхности Земли.

Эта атмосфера также подвергается переходам из одного состояния в другое в зависимости от расстояния от Плутона до Солнца. В основном, когда Плутон находится в афелии, атмосфера замерзает и падает на поверхность, а когда эта карликовая планета Плутон находится в перигелии, температура поверхности растёт, заставляя льды сублимировать, то есть переходить сразу из твёрдого состояния в газообразное.

Так что так просто не существует способа выжить на поверхности. При экстремально низких температурах, низком атмосферном давлении и постоянных изменениях в атмосфере, нам не известны живые организмы, которые могли бы выжить в таких условиях.

Внутреннее строение

Как и у многих лун (спутников) и планетоидов во Внешней Солнечной Системе, учёные считают, что Плутон тоже имеет дифференцированную (разграниченную) внутреннюю структуру со скальными породами, обосновавшимися в плотном ядре, окружённом мантией из льда. Полагают, что диаметр ядра равен приблизительно 1700 км (насчитывая 70% диаметра Плутона), тогда как слой льда на границе мантии и ядра, по оценкам, составляет от 100 до 180 км в толщину.

Иллюстрация. Теоретическая структура Плутона, состоящего из 1. азотного льда, 2. водяного льда, 3. скальных пород. Предоставлено: NASA/Pat Rawlings.

Так как распад радиоактивных элементов, в конечном счёте, достаточно бы нагрел льды, чтобы отделить от них скальные породы, возможно, что Плутон имеет океан жидкой воды под своей мантией. В 2011 году планетологи Гийом Робюшона и Френсис Ниммо из Калифорнийского Университета в Санта-Крус смоделировали термальную эволюцию Плутона и изучили поведение оболочки, чтобы увидеть, как бы поверхность подвергалась воздействию присутствующего в недрах океана воды.

Они определили, что поверхность Плутона покрывалась бы поверхностными трещинами, распространившимися по всему небесному телу, за счёт изменений температуры, и напряжения растяжения и сжатия океана жидкой воды. Хотя не было никаких визуальных данных в поддержку данной теории, планируется что свет на данную проблему прольёт миссия «Новые Горизонты».

Будущие возможности

Ещё одна возможность заключается в следующем: со временем условия на карликовой планете Плутон будут меняться, что может позволить существование жизни в будущем. Хотя сейчас Плутон находится за пределами зоны обитаемости Солнечной Системы, размер нашего Солнца и местоположение зоны обитаемости со временем изменятся. В отдалённом будущем, примерно через 5,4 миллиарда лет наше Солнце расширится в красного гиганта, увеличив количество излучаемой энергии на период в несколько миллионов лет.

После того, как водород в ядре будет исчерпан через 5,4 миллиарда лет, Солнце перейдёт в фазу субгиганта и медленно увеличится в размерах в 2 раза за полмиллиарда лет. Пока оно будет расширяться, Солнце поглотит внутренние планеты Солнечной Системы, в том числе и Землю, а зона обитаемости переместится во Внешнюю Солнечную Систему. Даже до того, как Солнце станет красным гигантом, светимость Солнца будет почти в два раза больше, и на Земле станет жарче, чем на Венере в настоящее время.

Иллюстрация каменного астероида в Солнечной Системе, который принадлежит классу небесных тел, названных Транснептуновыми Объектами. Предоставлено: NASA.

Это будет будет быстрое расширение за почти полмиллиарда лет, так что Солнце станет в 200 раз больше и в пару тысяч раз более ярким, чем сегодня. Так начнётся фаза красного гиганта, которая продлится около миллиарда лет, в течение которого Солнце потеряет около трети своей массы.

За это время многие объекты в Поясе Койпера существенно прогреются, в том числе Плутон, Эрида и бесчисленное множество Транснептуновых Объектов.

Однако, учитывая состав этих небесных тел и относительно короткое окно, в котором они будут становится всё теплее и влажнее, вероятно, что жизнь не сможет развиться с нуля. Вместо этого, нам скорее всего придётся транспортировать её туда с Земли, если человечество ещё будет жить, и заселить Плутон и другие выжившие небесные тела растительностью и земными организмами.

Короче говоря, лучший ответ на вопрос - Есть ли жизнь на Плутоне? - возможно. Другой вероятный ответ - возможно нет, с той оговоркой, что в будущем она может там появиться. В то же время всё, что мы можем сделать, это ждать расшифровки данных от «Новых Горизонтов» и сканировать Плутон на явные признаки того, что жизнь действительно там есть сейчас!