Венера может быть пригодной для жизни планетой: новые открытия ученых

Космос

Неожиданное обнаружение в атмосфере фосфина, газа, который вырабатывают микробы на Земле, может спровоцировать революцию в астробиологии

Телескопы обнаружили высокую концентрацию молекулы фосфина – неприятно пахнущего, легковоспламеняющегося химического вещества, которое вырабатывается микробами. Высокие концентрации этого газа можно найти в местах большого скопления фекалий, где есть гниющая микробная активность в атмосферном слое, который значительно выше палящей поверхности нашей планеты.

Эта находка любопытна тем, что здесь, на Земле, фосфин ассоциируется только с живыми существами, как продукт их метаболических процессов и отходов. И хотя это вещество опасно для жизни, его молекулы в то же время рассматриваются как показатель жизнедеятельности, поскольку вывести его искусственно сложно. А сам по себе он не может возникать в атмосфере.

Ранее Венера рассматривалась только как какое-то адское место: серные кислотные облака, угнетающее давление и температура, которая может расплавить свинец. О какой жизни могла идти речь в таких условиях?

Но, особый слой облаков, в котором присутствует фосфин, оказался достаточно мягким, с оптимальным количеством солнечного света и земными показателями температуры, давления. Так что все это вызовет теперь дополнительный интерес к соседствующей с нами планете.

Молекулярная тайна

«Это поистине озадачивающее открытие, потому что фосфин никак не вписывается в нашу концепцию того, какие химические вещества могут присутствовать на Венере», – говорит Майкл Вонг, астробиолог из Университета Вашингтона.

С этим же мнением согласен Санджай Лимайе из Университета Висконсина-Мэдисон: «Суть заключается в том, что мы не знаем, что там на самом деле происходит», – говорит он.

После Солнца и Луны, Венера является самым ярким объектом, который виден с нашей планеты без дополнительных приборов. На протяжении нескольких тысяч лет люди рассказывали легенды о сверкающей драгоценности, которая появляется во время заката и рассвета.

Таинственный блеск Венеры делает ее привлекательной даже для Джейн Гривз, радиоастронома из Кардиффоского университета в Уэльсе. Она, как правило, фокусирует своего внимание на дальних новорожденных планетах, но захотела проверить свои способности молекулярной идентификации и в нашем космическом пространстве.

В 2017 году Гривз наблюдала Венеру с телескопом Джеймса Клерка Максвелла на Мауна-Кеа на Гавайях в поисках линий в спектре планеты, которые бы могли указать на наличие химических веществ. Тогда она заметила линию, которая могла быть связана с фосфином. Данные указывают на то, что концентрация этой молекулы примерно в 1000 раз больше, чем в атмосфере нашей планеты.

«Я была ошеломлена», – говорит Гривз.

Фосфин является относительно простой молекулой, в которой содержится только один атом фосфора и три атома водорода. Известно, что он пахнет как чеснок или гниющая рыба. К тому времени, когда его концентрация в воздухе становится высокой, он становится опасным для здоровья человека, потому что повреждаются легкие.

Кстати, в пилотном эпизоде сериала «Во все тяжкие», герой Уолтер Уайт готовит как раз фосфиновый газ, чтобы обезвредить двух нападавших на него личностей.

Но, в реальности изготовить такое вещество гораздо сложнее, чем это выглядит в сериале.

«Дело в том, что фосфор и водород плохо друг друга переносят. Но, если дать этой связке достаточно энергии, то они собираются вместе и происходят плохие вещи», – рассказывает Клара Соуза-Сильва, молекулярный физик из Массачусетского технологического института и соавтор исследования, в котором сообщается о находке фосфина.

Такие газовые гиганти как Юпитер и Сатурн содержат фосфин, потому что у них горячая атмосфера, а это будет благоприятным для производства молекулы этого газа. А тепличная атмосфера Венеры, наоборот, полна кислородосодержащих химических веществ, таких как углекислый газ, который впитывает фосфор фосфина.

Исследователи проводили наблюдение Венеры с ALMA в Чили в прошлом году и снова обнаружили следы фосфина в атмосфере планеты. После этого они попытались придумать все возможные причины проявления и существования этой молекулы в таких несвойственных для нее условиях, включая вулканическую активность, удары молнии и даже разрушение метеоритов.

Конечно, дополнительные пути образования фосфина еще не рассмотрены. Но, после того как все реальные, подходящие под обстоятельства, причины были рассмотрены, ученые решили применить абиотическое объяснение происходящему. Что, если молекула образовалась из-за присутствия жизни на Венере?

Жизнь в облаках

Астробиологи уже давно рассматривают Марс, как планету, которая могла бы быть пригодной для жизни, хоть и условия там не похожи на земные. Но, Венера, несмотря на все свои недостатки, не была учеными полностью исключена из списка планет, на которых тоже может присутствовать жизнь.

Дело в том, что на высоте 50-60 километров над поверхностью Венеры есть атмосферный слой с давлением, которое равно по своему уровню в морях Земли, и температурой от 0 до +50 градусов по Цельсию. И если бы не облака серной кислоты, этот слой вполне можно было бы считать гостеприимным.

Начиная с 1960-ых годов астрономы заметили, что облака Венеры не отражают столько ультрафиолетового света Солнца, сколько должны были бы. Что-то неизвестное в атмосфере планеты поглощает свет вместо этого.

Это наблюдение натолкнуло на мысль астробиологов Гарольда Моровиц и Карл Саган, что причиной могут быть энергоемкие фотосинтетические организмы.

Другие ученые не прекращали искать альтернативные абиотические объяснения происходящему. Последние данные указывают на то, что планета является геологически активной. И модель, которая была разработана учеными ранее, показала, что на Венере мог находится океан в течение почти трех миллионов лет. А исчез он только сотни миллионов лет назад.

Предположительно жизнь на Венере могла возникнуть тогда, когда атмосфера была на ней максимально приближенной к той, которая есть на Земле. А беглый парниковый эффект сделал потом поверхность планеты непригодной для жизни.

«Я всегда думал, что вполне вероятно найти жизнь в облаках Венеры или недрах Марса. Каждая эта среда может быть пригодной для жизни, но это пока не может гарантироваться», – говорит Дэвид Гринспун, астробиолог из Института планетарной науки.

Территория Венеры в 50 раз более засушливая, чем чилийская пустыня Атакама, которая считается самым засушливым местом на нашей планете. И хотя там живые существа смогли адаптироваться и жить, на Венере это практически нереально из-за густых облаков серы.

До сих пор Венера остается неисследованным местом.

«Несмотря на то, что это буквально соседняя с нами планета, все еще есть огромное количество тайн, которые нам предстоит раскрыть», – говорит Вонг.

Чтобы можно было исключить все неживые объяснения образования фосфина на Венере, исследователям придется узнать гораздо больше о самой планете, включая ее химический состав, геологию, атмосферную физику.

Иной проблемой может быть обнаружение самого фосфина на планете. На спектр планеты накладываются шумы, которые могут имитировать след фосфина. Спектроспопист Парижской обсерватории Бруно Безард считает, что на самом деле ученые могли зафиксировать рябь, а не след фосфина, и оснований, чтобы утверждать обратное, пока что нет.

Гривз считает, что шансы получить достоверный сигнал с помощью таких объектов как JCMT и ALMA статически малы. Тем не менее, она и ее коллеги надеются сделать дополнительные наблюдения на инфракрасных волнах, чтобы тестировать в дальнейшем полученные первоначальные результаты. Создание карт, на которых будет видно, как проявляется фосфин, есть ли какие-либо сезонные изменения, могут также помочь выяснить его биологические процессы.

Неожиданная похожая находка была в 1996 году, когда объявила о потенциальной микроскопической жизни в древнем марсианском метеорите. Наряду со структурами, которые выглядели как ископаемые бактерии, в образце еще нашли необычную форму кристаллов железа, которые были идентичны тем, которые производят микробные организмы на нашей планете. Потребовалось несколько десятков лет, прежде чем ученые смогли выяснить неорганическое происхождение этих кристаллов.

И хотя присутствие жизни в случае, описанном выше, не оправдалось, это в итоге заставило всех задуматься о том, что жизнь на непригодных для этого планетах, все же может существовать.

Находка фосфина на Венере может сыграть не абы-какую роль в том, чтобы ученые обратили особое внимание на изучение атмосферы этой планеты.

В последние годы даже увеличилось количество предполагаемых миссий на планету. Россия предложила отправить на Венеру свою миссию Venera-D, которая будет включать в себя орбитальный аппарат и посадочный модуль уже в 2026 году. Европейское космическое агентство также уже разработало космический аппарат EnVision, а сконструирован он будет уже в следующем десятилетии.

Сейчас НАСА рассматривает предложения по двум миссиям на Венеру для финансирования в рамках программы «Открытие». Речь идет об орбитальных аппаратах VERITAS и DAVINCI. Последний пролетит первым зондом через атмосферу Венеры уже в следующем году.

Все эти исследования будут направлены на опровержение или укрепление теории происхождения фосфина на планете.

Вонг считает, что присутствие жизни на Венере является эфемерным показателем. Но, и утверждать, что это невозможно тоже было бы неверно.

Соуза-Сильва предполагает, что ее исследования поддержат больше ученых. Но несмотря на то, что результаты своих трудов она считает хорошими, все равно относится к ним скептически.

«Такие дебаты для науки важны. Хоть у всех нас есть желание найти жизнь за пределами планеты, рациональный разум говорит, что ничто из известного не может быть достаточным доказательством. Мы не хотим быть одни в этой Вселенной, но также мы и не хотим ошибаться. Иногда этим двум желания трудно существовать одновременно», – говорит Соуза-Сильва.

Автор: Adam Mann

Оригинал статьи: SCIENTIFIC AMERICAN
ПереводилаЮлия Гуркина
РедактировалаЮлия Гуркина

Оцените статью
Добавить комментарий