Исследователи Университета Вашингтона проанализировали открытия фосфина на Венере и обнаружили, что зафиксированный сигнал происходил из более высоких слоев атмосферы. Там невозможно образования такого количества фосфина. Зато этот сигнал мог происходить от диоксида серы, убеждены авторы статьи, которая готовится к публикации в журнале Astrophysical Journal. Ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Как открыли фосфин на Венере?
Каждое химическое соединение поглощает уникальные длины волн электромагнитного спектра, поэтому ученые могут анализировать состав атмосфер планет таким способом. В сентябре 2020 астрономы объявили о фиксации фосфина (PH₃) на Венере с помощью радионаблюдений. Сигнал зарегистрировали на длине волны 1,123 миллиметров и частоте 266,94 гигагерцов. По оценкам команды, концентрация фосфина достигает примерно 20 частиц на миллиард, он находится в облаках на высоте от 56 до 63 километров. Впрочем, после повторного анализа данных одного из телескопов концентрацию признали ниже (10 частиц на миллиард).
Этот газ должен разрушаться в сильно окислительной атмосфере планеты, поэтому его присутствие, по мнению авторов, указывает на неизвестные геологические, химические или даже биологические процессы. Действительно, фосфин рассматривают как потенциальный биомаркер в атмосферах планет земной группы, ведь его связывают с гниением органического вещества, и на Земле его создают микроорганизмы. Однако конкретный способ биологического производства фосфина остается неопределенным и все еще активно обсуждается.
ESO / YouTube
Почему открытия поставили под сомнение?
Линии поглощения на частоте волны 266,94 гигагерц имеет как фосфин, так и диоксид серы (SO₂). Он является третьим основным атмосферным газом Венеры после азота и углекислого газа. Итак, идентификация линии фосфина сильно зависит от точной оценки и исключения потенциально значительного вклада диоксида серы в этот сигнал. Исследователи попытались это сделать, разыскивая более сильную линию SO₂ неподалеку, но ничего не нашли. Они объяснили это низким количеством диоксида серы, предусмотрев, что вклад этого соединения в зафиксированный сигнал составляет менее 10%. Именно поэтому команда сделала вывод об открытии фосфина.
Какую альтернативу предлагают исследователи?
Другая команда, специалисты Университета Вашингтона, решила проверить результаты коллег. В частности, они проанализировали, из какой области происходит сигнал. Для этого ученые смоделировать, как влияют на миллиметровый спектр длины волны Венеры разное содержание и вертикальное распределение PH₃ и SO₂. Оказалось, что сигнал на этой длине волны происходит от мезосферы Венеры, на высотах более 80 километров. Здесь фосфин будет очень быстро разрушаться. Предложенная исследователями концентрация этого газа нуждалась бы такого потока PH₃ к мезосфере Венеры, который в 100 раз превышает уровень производства кислорода на Земле с помощью фотосинтеза.
Кроме того, ученые считают, что зафиксированный их коллегами сигнал в значительной мере опирается на отсутствие сигнала от диоксида серы. Однако данные телескопа ALMA по SO₂ сильно занижены. Зато концентрация диоксида серы составляет от 30 частиц на миллиард на высоте 78 километров до 400 частиц на миллиард на высоте 100 километров. Таким образом, учитывая происхождение сигнала с мезосферы, короткое время существования фосфина и концентрацию диоксида серы, исследователи утверждают, что именно SO₂ больше соответствует зафиксированному сигналу. Чтобы окончательно решить этот вопрос, необходимы наблюдения за мезосферой Венеры.
