Что случилось?
Исследование проводила в 2017-19 годах международная группа астрономов с помощью телескопа Джеймса Кларка Максвелла (JCMT) на Гавайях и системы радиотелескопов ALMA в Чили в миллиметровом диапазоне волн. В результате ученые обнаружили вещество, поглощающее невидимые волны в определенном диапазоне. Расчеты подтвердили, что это фосфин. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
В такой окисленной атмосфере, как на Венере, содержание фосфина в размере 20 частей на миллиард совсем не типично. Точнее, его соединения не просуществовали бы в ней дольше 16 минут. Дело в том, что в атмосфере твердых планет — таких, как Земля и Венера — фосфин быстро разрушается под воздействием кислорода, если только кто-то не производит его постоянно. Это может указывать на то, что в атмосфере Венеры живут микроорганизмы, подобные земным.
Что это значит?
Фосфин (фосфористый водород, PH3) — бесцветный ядовитый газ, который есть в атмосфере Земли. Здесь он появился в результате деятельности человека: его используют в сельском хозяйстве, а также — для создания химического оружия. Но у фосфина есть и другое происхождение — это продукт жизнедеятельности анаэробных организмов, которые живут в бескислородной среде: бактерий, червей, грибов и водорослей.
Биомаркеры — вещества в атмосфере, которые с большой вероятностью указывают на наличие жизни на планете. Основные — это кислород, метан, озон, углекислый газ и вода. Если они присутствуют в атмосфере, а сама планета близка по массе и размерам к Земле, это весомый аргумент в пользу ее обитаемости. Поскольку все эти вещества есть на Земле, они достаточно хорошо изучены. Фосфин тоже есть в земной атмосфере, но его можно отнести к второстепенным биомаркерам. Но, чтобы признать планету обитаемой, нужно обнаружить еще и основные биомаркеры, в идеале — сразу несколько.
Венера расположена ближе к Солнцу, из-за чего температура на ее поверхности достигает 460 °С. Кроме того, в ее атмосфере практически нет кислорода и водяного пара, зато много соединений серы и углекислого газа, а давление в десятки раз больше земного. Жить в таких условиях невозможно.
Однако на высоте 50-70 км еще есть шансы — именно там и обнаружили фосфин. Здесь могли бы обитать микроорганизмы-экстремофилы — то есть те, которые способны выживать и размножаться в экстремальных условиях. Возможно, они сохранились с того периода, когда атмосфера на Венере была гораздо ближе к земной, как и температура. Потом океаны испарились, и микроорганизмы переместились из воды в атмосферу.
То есть Венера — обитаема?
Этого мы пока не знаем. Наличие жизни — лишь одно из возможных объяснений находки ученых, хотя и самое вероятное. Фосфин также появляется из-за молний, извержений вулканов или падения метеоритов. Правда, все это на Венере случается очень редко, фосфина при этом образуется совсем мало и для этого нужно очень много энергии.
Возможно, фосфин образуется в результате химических процессов, которые пока не известны науке. К тому же для формирования устойчивой жизни нужна стабильная среда в течение миллионов лет, а в атмосфере Венеры постоянно идут кондиционные процессы. Поэтому авторы исследования не спешат делать однозначные выводы и призывают рассмотреть все возможные сценарии.
Гипотезы о наличии жизни не исключают и российские астрономы: в частности, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга Владимир Сурдин и старший научный сотрудник Института прикладной астрономии РАН Николай Железнов.
Когда мы узнаем это наверняка?
Чтобы доказать наличие жизни на Венере, нужно провести целый ряд наблюдений с орбитальных и спускаемых аппаратов. Астрономы планируют проверить данные с помощью стратосферной инфракрасной обсерватории SOFIA, которая установлена на борту Boeing-747. Также для этих целей запустят орбитальный телескоп James Webb и миссию DAVINCI+.
Исследовать планету поможет и российская межпланетная станция «Венера-Д», которую запустят с 2026 по 2031 год. Это — совместный проект Роскосмоса с космическими агентствами США, Японии и Евросоюза. В составе миссии — орбитальный спутник, посадочный аппарат и «малая долгоживущая станция». Пока что астрономы не связывались с Роскосмосом по поводу своего исследования. Но один из научных сотрудников Института космических исследований РФ — Людмила Засова — ранее упоминала, что одна из задач будущей миссии — поиски жизни на Венере.
Российский миллиардер Юрий Мильнер, основатель фонда Breakthrough Initiatives, обещал выделить средства из фонда на поддержку проекта. Его возглавит Сара Сигер, планетолог из Массачусетского технологического института.
Ранее советские аппараты уже запускали на Венеру: это были «Вега-1» и «Вега-2» в 1986 году. Каждый из них спустил на парашюте аэростатный зонд, который исследовал атмосферу планеты как раз на той же высоте — 50-60 км. Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга, предполагает, что такие же зонды можно было бы запустить и сейчас — снабдив их всем необходимым оборудованием за два-три года.
Где еще находили признаки жизни?
- Тот же фосфин уже находили в атмосферах других планет-гигантов — например, Сатурна и Юпитера. Газ попадает туда из более глубоких слоев планет за счет конвекции: когда более теплый воздух перемещается вверх, а более холодный и плотный — вниз.
- В 2018-м на спутнике Сатурна — Энцеладе — нашли органические молекулы в замерзшей жидкости, выброшенной гейзерами. Ученые предположили, что внутри планеты действуют гидротермальные источники, температура воды в которых достигает 90оС. Сама планета обладает условиями, которые вполне пригодны для жизни. Позже исследователи провели эксперимент, который подтвердил, что на Энцеладе могли выжить одноклеточные микроорганизмы Methanothermococcus okinawensi, похожие на бактерии.
- В марсианском метеорите ALH 84001, найденном в 1984 году в Антарктиде, нашли микрокристаллы магнетита — органического соединения, которое могли образовать только бактерии. Также внутри нашли соединения, похожие на известные микробные и клеточные окаменелости.