Жизнь на Венере? Ученые ищут правду

Д. О'Каллаган

Интерес к соседу Земли резко возрастает после обнаружения фосфина, потенциального маркера жизни.

Атмосфера Венеры очень кислая и содержит очень мало воды.

Неожиданное открытие газа, которое могло быть признаком жизни на Венере, возродило научный интерес к ближайшему соседу Земли. Исследователи и космические агентства по всему миру сейчас стремятся повернуть свои инструменты - как на Земле, так и в космосе - к планете, чтобы подтвердить присутствие газа, называемого фосфином, и выяснить, действительно ли он поступает из биологического источника.

«Теперь, когда мы обнаружили фосфин, нам нужно понять, правда ли, что это индикатор жизни», - говорит Леонардо Тести, астроном из Европейской южной обсерватории в Гархинге, Германия.

Жизнь на Венере? Ученые ищут правду

14 сентября ученые обнаружили, что они обнаружили фосфин в атмосфере Венеры, примерно в 55 километрах над поверхностью, с помощью Большой миллиметровой / субмиллиметровой решетки Атакамы в Чили и телескопа Джеймса Клерка Максвелла на Гавайях. Радиоданные показали, что свет поглощается на миллиметровых длинах волн, что соответствует концентрации фосфина в атмосфере 20 частей на миллиард.

Астробиологи отметили фосфин - токсичное соединение водорода и фосфора - как возможную сигнатуру жизни на других планетах 2, и он создается некоторыми организмами на Земле. «Анаэробная жизнь довольно успешно производит это», - говорит Клара Соуза-Силва, молекулярный астрофизик из Массачусетского технологического института в Кембридже и соавтор исследования по обнаружению фосфина. Но газ должен быть разрушен в суровой, очень кислой атмосфере Венеры. Это привело команду исследователей к выводу, что должен существовать какой-то механизм пополнения газа, намекающий либо на биологическое производство, либо на неизвестный химический процесс, который ученые пока не могут объяснить. Исследователи предварительно предположили 3 что в той области атмосферы, где был обнаружен фосфин - вдали от давлений и палящих температур поверхности планеты - некоторые переносимые по воздуху микробы могли выжить.

Все взоры на Венеру

Прежде чем всерьез рассматривать такую?? возможность, ученые хотят убедиться, что фосфин действительно присутствует на Венере. Не всех пока убедили наблюдения команды. Частично это связано с тем, что исследователи идентифицировали только одну линию поглощения фосфина в своих данных, говорит Мэтью Пасек, космобиогеохимик из Университета Южной Флориды в Тампе. «Кто-то еще должен это подтвердить».

Астрономы теперь надеются проследить за обнаружением с помощью других телескопов на Земле. «Мы предлагаем использовать два инструмента», - говорит ученый-планетолог Джейсон Диттманн из Массачусетского технологического института, который планирует проводить наблюдения с помощью Sousa-Silva. Один из инструментов находится в Инфракрасном телескопе НАСА на Гавайях; другой - на стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии НАСА, на самолете, на котором установлен телескоп.

Наблюдения в инфракрасной и других частях спектра позволят ученым искать другие линии поглощения, связанные с фосфином, что дает возможность проверить его присутствие. Они также могут предоставить больше данных о том, где находится фосфин и как его уровни меняются в течение дней и недель. Команда Диттманна надеялась наблюдать Венеру в июле 2020 года, но пандемия коронавируса отодвинула время ее телескопа назад. «Мы надеемся, что в ближайшем будущем начнем получать данные», - говорит он.

Планы полёта

Вдали от Земли у нас есть другие планы. В ближайшие месяцы запланированы три миссии, которые будут совершать полеты вблизи Венеры: европейский и японский космические корабли BepiColombo на пути к Меркурию, а также орбитальный аппарат Европейского космического агентства и солнечный зонд НАСА Parker, оба на пути к Солнцу.

Наблюдения с помощью этих космических аппаратов выгодны, потому что они не будут ограничены атмосферой Земли. Но инструменты ремесел предназначены для наблюдения за другими объектами, такими как поверхность Меркурия или Солнца, поэтому неясно, обладают ли они нужной чувствительностью для обнаружения фосфина в атмосфере Венеры.

У BepiColombo мало шансов обнаружить газ во время пролета в октябре этого года, и больше шансов в августе следующего года с помощью своего инфракрасного прибора. Зонд Parker Solar Probe тоже мог бы сделать обнаружение с помощью прибора, предназначенного для изучения солнечных частиц. «Это малая вероятность, но я не исключаю ее полностью», - говорит Нур Рауафи, астрофизик из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд, который является научным сотрудником проекта в миссии.

Жизнь на Венере? Ученые ищут правду

В настоящее время на орбите Венеры находится космический корабль: японская миссия Акацуки, которая вышла на орбиту в 2015 году и изучает погоду Венеры и ищет вулканизм. Хотя ему не хватает инструментов, необходимых для непосредственного обнаружения фосфина, он мог бы помочь и другими способами. «Атмосфера и облака - это платформа для жизни», - говорит ученый-исследователь проекта Такехико Сато, ученый-планетолог Японского агентства аэрокосмических исследований в Сагамихаре. «Мы можем предоставить информацию об этом».

Будущие миссии

Более многообещающими, вероятно, будут миссии, которые все еще находятся в разработке, которые можно изменить для поддержки обнаружения фосфина. «Открытие подтверждает аргументы в пользу таких миссий», - говорит Йорн Хельберт из Немецкого аэрокосмического центра, который является членом команды BepiColombo.

Индийская организация космических исследований (ISRO) имеет орбитальный аппарат для Венеры под названием Shukrayaan-1, запуск которого запланирован на 2025 год. ISRO не ответила на запрос Nature о своих планах относительно Венеры. Но Санджай Лимай, планетолог из Университета Висконсин-Мэдисон, говорит, что у ISRO достаточно времени, чтобы пересмотреть свои инструменты. «Они ошибутся, если не увидят такой возможности», - говорит он.

Соединенные Штаты и Европа также планируют миссии к Венере, которые могли бы предоставить полезные данные о потенциальной обитаемости планеты - или даже непосредственно искать признаки жизни.

По словам Сью Смрекар из Центра реактивного движения НАСА, главного исследователя миссии, возможно дополнение к предлагаемой миссии НАСА под названием VERITAS, которая будет исследовать признаки жизни. «У VERITAS есть сотни килограммов избыточной стартовой массы, которую НАСА могло бы использовать для вспомогательных малых космических кораблей, предназначенных для этой цели», - говорит она.

Между тем, если астрономы смогут подтвердить обнаружение фосфина, они захотят исключить другие правдоподобные методы производства, прежде чем считать, что его производят живые организмы. Это будет включать в себя создание моделей для исследования небиологических путей производства и проведение лабораторных экспериментов для поиска химических путей, которые не рассматривались в первоначальном исследовании. «Моделирование - это разумный ответ прямо сейчас», - говорит Пасек. «Большая часть химии, которую мы думаем о Земле, состоит из воды. На Венере это не так. Так что есть много экспериментов, которые никто не проводил». Пасек скептически относится к тому, что фосфин на Венере указывает на наличие биологии, а не на неизвестный химический процесс. «Я думаю, что это возможно, но я сомневаюсь в этом», - говорит он.

Только данные могут разрешить спор. «Возможно, Земля и Венера - это два разных пути, по которым обитаемые планеты могут пройти в своей эволюции», - говорит Хелберт, который также является частью предложения VERITAS. «Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно получить фундаментальные наборы данных для Венеры, которые у нас есть для Марса и даже Меркурия».