Ближе, чем когда-либо: что скрывает атмосфера Венеры?
АВТОР: МАРК РОМАНОВ · 14 СЕНТЯБРЯ, 2020
Долгое время поиски человечеством ответа на вопрос “Одиноки ли мы во Вселенной?” были сосредоточены вокруг Марса. Прямо сейчас к Красной планете держит путь аппарат, единственной целью которого является поиск биосигнатур.
Но неожиданное открытие международной группой учёных из США, Японии и Великобритании во главе с Джейн Гривз из Кардиффского университета буквально на наших глазах переворачивает игру. Дело в том, что учёным удалось обнаружить косвенные признаки наличия жизни на Венере.
Научная работа была опубликована в журнале Nature Astronomy. Чтобы обсудить полученные результаты, Королевское астрономическое общество даже провело с исследователями небольшую онлайн-конференцию.
https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4
Тут сразу же стоит отметить: учёные не обнаружили прямых доказательств наличия жизни на Венере. То, что они нашли, лишь косвенно намекает на присутствие в атмосфере горячей планеты микроорганизмов.
Итак, что же обнаружили исследователи?
Если говорить простыми словами, то они обнаружили в атмосфере Венеры газ, которого там быть не должно. Это фосфин: ядовитое вещество с не очень приятным запахом, которое на Земле выступает в качестве биосигнатуры. Насколько известно учёным, существует два способа получения фосфина. Этот газ может может быть создан либо в лаборатории, либо в результате деятельности микроорганизмов.
Поскольку о лабораториях на Венере нам ничего не известно, вариант остаётся один.
Молекулы фосфина в атмосфере Венеры в представлении художника. На Земле это вещество является либо результатом деятельности микробов, либо продуктом научных лабораторий.
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) ранее уже публиковали работы, показывающие, что если на планете земного типа когда-либо будут обнаружены следы фосфина, то это можно считать признаком наличия жизни. Поэтому новое открытие столь провокационно. Прежде чем сделать вывод, авторам работы пришлось отбросить иные объяснения: они проанализировали множество вариантов того, как фосфин мог бы возникнуть в атмосфере Венеры без участия микроорганизмов. Но по их же словам, все эти объяснения неубедительны. Вот что говорит специалист по изучению фосфина из MIT Клара Соуза-Сильва:
Доказать отрицательный результат оказалось очень сложно. Теперь умы астрономов будут сосредоточены на поиске способов объяснить существование фосфина без присутствия микроорганизмов. И я думаю, что это здорово. Прошу коллег со всего мира изучить этот вопрос, поскольку у нас больше не осталось вариантов того, как этот газ мог бы возникнуть в результате абиотических процессов.
Обнаружение фосфина на Венере стало неожиданным открытием, которое вызывает множество вопросов. Каким образом вероятные микроорганизмы могли выжить в условиях Венеры? На Земле, конечно, существуют микробы, способные достаточно долго продержаться в пятипроцентном растворе кислоты. Но облака Венеры состоят из неё практически полностью!
В поисках экзотики
Венеру часто называют сестрой Земли. Схожесть в размерах, массе и составе, довольно плотная атмосфера и… на этом сходства заканчиваются. Благодаря исследованиям космических аппаратов мы знаем, что поверхность Венеры – место очень негостеприимное. Последнее место, где вы бы рассчитывали найти следы чего-то живого. Разогретая до 460 °C печка с атмосферным давлением в 90 бар и облаками из серной кислоты. Картина, мягко говоря, не радужная.
Однако, некоторые учёные предполагают, что жизнь могла бы существовать в атмосфере этой планеты на высоте нескольких десятков километров от поверхности, в условиях нормального давления и умеренных температур.
Телескоп Джеймса Клерка Максвелла на Гавайях первым обнаружил сигнатуру фосфина в атмосфере Венеры
Дабы убедиться в своём открытии, исследователи обрабатывали данные в течение полугода. Первые следы фосфина были зафиксированы командой Джейн Гривз при помощи телескопа Джеймса Кларка Максвелла, который расположен на Гавайях. Результаты привели учёных в шок: Джейн решила связаться с Кларой Соуза-Сильва, дабы узнать больше о том, что они в действительности обнаружили. Клара изначально предполагала, что астрономы могут использовать фосфин в качестве маркера для обнаружения жизни на экзопланетах. В прошлом году она выпустила в журнале Scientific American статью на эту тематику. Вот, что там написано:
https://blogs.scientificamerican.com/observations/when-we-fi...
Жизнь в том виде, в каком мы её знаем, вероятно, всего лишь один остров в большом архипелаге возможностей биологии. В нашей галактике огромное количество звёзд, и вокруг них вращаются планеты всех мастей. Одна только Земля дала начало миллиардам видов живых существ. Можно не считать невероятным тот факт, что жизнь может возникнуть в большом количестве самых неожиданных форм. Форм, заполняющих атмосферу, в которой они живут, странным веществами вроде фосфина. Однажды мы могли бы обнаружить фосфин в одной из таких атмосфер. Для нас эти места были бы неприятными; честно говоря – отвратительными. С другой стороны, жители этих мест сочли бы отвратительными нас (проблема, которую предстоит преодолеть межпланетной дипломатии). Так или иначе, если мы обнаружим достоверные признаки наличия фосфина на землеподобной планете в обитаемой зоне, мы найдём жизнь.
Не поверив своим глазам, учёные решили удостовериться в том, что увидели, при помощи дополнительных наблюдений, которые были проведены при помощи радиообсерватории ALMA.
В этом им помогла Анита Ричардс из регионального центра ALMA в Великобритании. Обе обсерватории дали один и тот же результат: слабое поглощение на длине волны фосфина, молекулы которого “подсвечивались” теплом, исходящим из нижних слоёв атмосферы Венеры.
При помощи модели венерианской атмосферы, разработанной Хидео Сагава из Университета Киото Сангё, исследователи поняли, что фосфин в газовой оболочке нашей соседки – газ второстепенный. Его концентрация составляет примерно 20 частей на миллиард.
Работу по исследованию способов его альтернативного возникновения на Венере возглавил Уильям Бейнс из MIT. Некоторые из предложенных его командой идей опирались на воздействие солнечного света, вынос минералов с поверхности планеты, грозовую или вулканическую активность. Ни одна из идей не объясняет наличие фосфина так же хорошо, как присутствие микроорганизмов. Изученные Бейнсом источники, конечно, могли бы произвести редкий газ, но не в тех концентрациях, в которых он был обнаружен. На Венере должен существовать дополнительный источник фосфина. По словам Пола Риммера из Кембриджского университета, земным организмам нужно работать на десятую часть своей максимальной продуктивности, чтобы произвести количество фосфина, обнаруженное в атмосфере планеты-соседки.
На Земле производством этого вещества занимаются анаэробные микробы. Оно выделяется ими при поглощении фосфатных минералов и водорода. В условиях практически бескислородной атмосферы Венеры такие микробы вполне могли бы существовать. В диапазоне высот от 48 до 60 километров над поверхностью планеты довольно умеренные температуры: от 90 до 0 °C. Этот слой атмосферы можно считать обитаемой зоной Венеры. Именно там и был обнаружен фосфин. По словам одного из соавторов исследования Януша Петковски, сигнатуры фосфина были обнаружены ровно в той области, которую многие исследователи считали местом, пригодным для жизни. Он также отмечает:
Открытие означает две вещи: либо мы обнаружили признаки жизни на другой планете, либо на Венере протекает какой-то физический или химический процесс, о котором мы пока ничего не знаем.
Жизнь в облаках
Зона умеренных условий в атмосфере Венеры, где температура и давление вполне пригодны для жизни.
Учёные считают, что несколько миллиардов лет назад Венера представляла собой благоприятное место для жизни. Возможно, на планете даже существовали океаны. По словам Клары Соуза-Сильва:
Вероятно, когда-то давно Венера была потенциально обитаемым миром с океанами. С течением времени условия менялись: если жизнь была там, то могла приспособиться к ним, в конечном итоге оказавшись запертой в узком слое облаков, где всё ещё может процветать. Это открытие показывает, что даже планета на краю обитаемой зоны может быть местом, потенциально пригодным для жизни.
Эта “обитаемая зона” в облаках может быть последним пристанищем для микроорганизмов. Одно исследование, опубликованное в журнале Astrobiology в прошлом месяце, проливает свет на то, как микробы теоретически могли бы существовать в атмосфере Венеры, находя себе убежище в каплях серной кислоты, содержащих немного воды. Они бы проходили через разные слои атмосферы, никогда не достигая поверхности планеты. А выживать в самых экстремальных условиях могли бы благодаря переходу в пассивное состояние жизнедеятельности.
https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2020.2244
Предполагаемый жизненный цикл микробов в атмосфере Венеры. 1 – Обезвоженные микроорганизмы пребывают в вегетативном состоянии в нижнем слое облаков Венеры; 2 – Споры поднимаются восходящим потоком в обитаемую зону облаков; 3 – После инкапсуляции жидкостью споры становятся метаболически активными; 4 – Микробы делятся, и капли растут посредством коагуляции; 5 – Капли вырастают достаточно большими, чтобы опуститься в нижние слои атмосферы, где они начинают испаряться из-за более высоких температур, побуждая микробы трансформироваться в споры, которые некоторое время “плавают” там.
Заключение
Хотя это открытие удивительно, учёные давно подозревали, что в атмосфере Венеры могут существовать микробы. Вероятность наличия жизни на Венере предполагал Карл Саган. Другие учёные, в том числе Дэвид Гринспун (перевод интервью с которым есть на нашем сайте – читайте здесь; прим. автора), также говорили о подобном. Они могли быть правы всё это время.
И хотя новое открытие не является доказательством наличия жизни, всё же очень любопытно будет посмотреть, что покажут дальнейшие исследования.
Статья создана на основе пресс-релиза Массачусетского технологического института
https://news.mit.edu/2020/life-venus-phosphine-0914
Ссылка на оригинальное исследование:
https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4
Что ещё почитать о Венере?
Вулканы, жизнь и океаны: разговор с астробиологом о перспективах изучения Венеры
https://thealphacentauri.net/53552-razgovor-s-astrobiologom/
Почему так сложно изучать «сестру Земли»?
Возвращение NASA на Венеру: что и почему
Отправляем людей на Венеру: всё, что нужно знать о проекте HAVOC
Удивительные приключения и метаморфозы «Венеры-Д»
