Несмотря на сомнения многих ученых, группа исследователей, заявивших, что они обнаружили необычный ГАЗ в атмосфере планеты, до сих пор уверена в своих выводах.
Осенью команда астрономов сделала сенсационное заявление. Они заявили, что обнаружили неопровержимые доказательства существования жизни в облаках Венеры .
Если это правда, это было бы потрясающе. Люди уже давно всматриваются в космос и гадают, есть ли там что-то живое. Для утвердительного ответа выскочить на планету на орбите рядом с Землей означало бы предположить, что жизнь не редкость во Вселенной, а обычное явление.
Астрономы во главе с Джейн Гривз из Кардиффского университета в Уэльсе не смогли увидеть в телескопы на Земле ни одного микроскопического Венерианца. Скорее всего, в статье , опубликованной в журнале Nature Astronomy , они сообщили об обнаружении молекулы под названием фосфин и сказали, что не могут придумать никакого правдоподобного объяснения тому, как она могла там образоваться, кроме как в виде отходов микробов.
Пять месяцев спустя, после неожиданных поворотов и мучительных сомнений, ученые не совсем уверены, что делать с этими данными и что это может означать. Это могло бы подстегнуть ренессанс в изучении Венеры, который в значительной степени игнорировался в течение десятилетий. Это может указывать на экзотический вулканизм и новые геологические загадки. Это действительно могли быть инопланетяне. А может, и вовсе ничего.
Доктор Гривз и ее коллеги остаются уверенными в своих выводах, даже когда они понизили свои оценки того, сколько фосфина, по их мнению, есть там. “Я совершенно уверен, что в облаках есть фосфин, - сказал доктор Гривз.
Клара Соуза-Сильва, научный сотрудник Центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс, и один из авторов статьи по астрономии природы, сказал: “Я думаю, что команда в целом все еще чувствует себя довольно уверенно, что это фосфин, что сигнал реален и что нет никаких реальных абиотических объяснений.”
Но, добавил доктор Соуза-Сильва, “в каждом из нас есть много неопределенности.”
В более широком кругу планетологов многие относятся к этому скептически, если не сказать недоверчиво. Некоторые думают, что сигнал-это просто шумовое колебание, или что его можно объяснить двуокисью серы, химическим веществом, которое, как известно, находится в атмосфере Венеры. Для них до сих пор нет убедительных доказательств существования фосфина — не говоря уже о микробах, которые могли бы его производить.
“Что бы это ни было, оно будет слабым”, - сказал Игнас Снеллен, астроном из Лейденского университета в Нидерландах, который относится к числу скептиков. - Если сигнал слабый, - сказал он, - то неясно, настоящий ли он, а если настоящий, то будет ли это фосфин или нет.”
Эта дискуссия может затянуться на долгие годы, так же как и предыдущие спорные утверждения о существовании жизни на Марсе.
“Когда наблюдение вышло, я подумал: "О, это интересно”, - сказал марта с. Гилмор, профессор геологии Уэслианского университета в Миддлтауне, Конн. доктор Гилмор является главным исследователем исследования, которое предложило НАСА амбициозную “флагманскую” роботизированную миссию на Венеру, которая включала бы воздушный корабль, летящий через облака в течение 60 дней.
“Я думаю, что мы настроены скептически, - сказал доктор Гилмор. “Но лично я пока не чувствую, что мы вообще хотим выбросить это наблюдение.”
Поверхность Венеры сегодня-это адское место, где температура жарится намного выше 800 градусов по Фаренгейту. Но в начале истории Солнечной системы она могла бы быть гораздо больше похожа на Землю сегодня, с океанами и умеренным климатом. В эту раннюю эру Марс, который сейчас холодный и сухой, также, по-видимому, имел воду, текущую по его поверхности.
"Потенциально, четыре миллиарда лет назад, у нас были обитаемые среды на Венере, Земле и Марсе — все три из них”,-сказал Дирк Шульце-Макух, профессор Технического университета Берлина в Германии. “И мы знаем, что на НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ все еще существует жизнеспособная, процветающая биосфера. Поэтому на Венере стало слишком жарко. На Марсе стало слишком холодно.”
Но жизнь, как только она возникает, кажется, упрямо держится, выживая в суровых условиях. "Вы могли бы иметь потенциально, в экологических нишах, микробная жизнь висит, - сказал доктор Шульце-Макух.
Что касается Марса, то некоторые ученые считают возможным, что жизнь сохраняется и сегодня под землей, в горных породах. Но недра Венеры слишком горячие, сказал доктор Шульце-Макух, который два десятилетия назад тщательно исследовал, были ли какие-либо части этой планеты все еще пригодны для жизни.
Вместо этого, сказал он, венерианская жизнь могла бы переместиться вверх, к облакам. В тридцати милях выше-температура с коротким рукавом — около 85 градусов по Фаренгейту. Микробы в этой части атмосферы оставались бы в воздухе на этой высоте в течение нескольких месяцев, более чем достаточно для размножения и поддержания жизнеспособной популяции.
Но даже облака не являются безмятежным, безоблачным местом. Они наполнены капельками серной кислоты и купаются в ультрафиолетовом излучении Солнца. И она сухая, с небольшим количеством воды, необходимой для жизни, какой мы ее знаем.
И все же, если микробы Венеры должны были выживать в такой среде, вполне возможно, что они эволюционировали именно для этого.
Фосфин представляет собой простую молекулу — пирамиду из трех атомов водорода, присоединенных к одному атому фосфора. Но для того, чтобы сдвинуть атомы вместе, требуется значительная энергия, а условия для таких химических реакций, по-видимому, не существуют в атмосфере Венеры.
Фосфин мог быть создан при высокой температуре и неимоверном давлении в недрах Венеры.
“Мы не можем исключить вулканизм, чтобы объяснить это новое, более низкое содержание фосфина”, - сказал Пол Бирн, профессор планетологии в Университете штата Северная Каролина в роли, который указал на множество неизвестных о планете и ее геологической системе. - Это, наверное, не вулканизм. Но мы не можем сказать наверняка.”
На Земле фосфин вырабатывается микробами, которые существуют и обходятся без кислорода. Он содержится в нашем кишечнике, в фекалиях Барсуков и пингвинов, а также в некоторых глубоководных червях.
В 2017 году доктор Гривз обнаружил признаки фосфина с помощью телескопа Джеймса Клерка Максвелла на Гавайях. Различные молекулы поглощают и излучают определенные длины волн света, и они образуют отпечаток пальца, который позволяет ученым идентифицировать их издалека. В результате измерений было обнаружено то, что ученые называют линией поглощения на длине волны, соответствующей фосфину. Они подсчитали, что в этой части венерианского воздуха содержится 20 частей фосфина на миллиард.
Последующие наблюдения в 2019 году проводились с помощью большой миллиметровой решетки Атакама, или ALMA, радиотелескопа в Чили, состоящего из 66 антенн. Те же самые темные линии снова оказались соответствующими фосфину, хотя и в более низких концентрациях, около 10 частей на миллиард.
Но другие ученые, такие как Доктор Снеллен, не находили анализ ученых и предположения о биологическом источнике почти столь же убедительными.
Данные ALMA, которые регистрировали яркость света от Венеры в диапазоне длин волн, содержали много колебаний, и один из них, соответствующий фосфину, не был особенно большим, чем любой из других. доктор Гривз и ее коллеги использовали технику, называемую полиномиальной подгонкой, чтобы вычесть то, что они считали шумом, и вытащить сигнал фосфина. Методика распространенная, но они также использовали многочлен с необычно большим числом переменных — 12.
Это, по мнению критиков, могло породить ложный сигнал — увидеть что-то, когда там ничего не было.
“Если ваш сигнал не сильнее вашего шума, то вы просто не можете добиться успеха, - сказал доктор Снеллен.
Другие ученые утверждают, что даже если бы и был сигнал, то он, скорее всего, исходил бы от двуокиси серы, которая поглощает свет почти на той же длине волны.
Доктор Гривз утверждал, что критики не понимают мер предосторожности, принятых для исключения “фальшивых строк".” Она сказала, что специфическая форма линии поглощения была слишком узкой, чтобы соответствовать форме диоксида серы.
Пока ученые спорили друг с другом, в октябре произошел неожиданный сюрприз: обсерватория "альма" предоставила доктору Гривзу неверно откалиброванные данные, и они содержали ложные помехи. В течение нескольких недель исследователи Венеры ждали в подвешенном состоянии.
Когда в ноябре стали доступны переработанные данные ALMA, шумные колебания вокруг линии поглощения фосфина уменьшились, но теперь также оказалось, что фосфина стало меньше — около 1 части на миллиард в целом, с местами, которые могут достигать 5 частей на миллиард.
- Линия, которую мы имеем сейчас, выглядит гораздо лучше, - сказал доктор Гривз, хотя это было не так ясно. - Но так оно и есть. Теперь у нас есть лучший результат.”
Брайан Батлер, астроном из Национальной радиоастрономической обсерватории в Сокорро, штат Нью-Йорк, сказал, что он и другие изучали одни и те же данные ALMA, как исходные, так и переработанные версии, и не увидели никаких признаков фосфина.
“Они утверждают, что все еще видят его, а мы все еще утверждаем, что его там нет, - сказал доктор Батлер. “С чисто научной точки зрения, никто не поддерживает их, потому что никто не смог воспроизвести их результаты.”
В новой статье группы астрономов , возглавляемой Викторией С. Медоуз из Вашингтонского университета, говорится, что более детальная модель атмосферы Венеры, разработанная в 1990-х годах, показывает, что фосфин в облачном слое даже не создаст линию поглощения, обнаруживаемую с Земли. Команда обнаружила, что фосфин должен быть примерно на 15 миль выше, чтобы поглотить свет. Результаты исследования будут опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
“То, что мы показываем, - это то, что газ выше в основном не охлаждается до такой степени, что он может поглощать, пока он не достигнет примерно 75 или 80 километров”, - сказал доктор Медоуз. - Который находится значительно выше облачной палубы.”
Другие ученые углубились в более ранние наблюдения Венеры, чтобы увидеть, могут ли там скрываться признаки фосфина.
В 1978 году космический аппарат НАСА "Пионер Венера" сбросил в атмосферу планеты четыре зонда. Один из них даже продолжал отсылать данные с поверхности более чем через час после столкновения.
Возвращаясь к Первопроходческим данным Венеры, Ракеш Могул, профессор химии в Калифорнийском государственном политехническом университете-Помона,обнаружил признаки для элемента фосфора в облаках Венеры . - Существует химическое вещество, скорее всего газ, который содержит фосфор, - сказал доктор Могул. - Эти данные подтверждают присутствие фосфина. Это не самые большие суммы, но они есть.”
Однако ученые, изучая данные с космического корабля Европейского космического агентства "Венера Экспресс", который вращался вокруг Венеры с 2006 по 2014 год,пришли к выводу, что фосфина нет .
То же самое сделали астрономы — в том числе доктор Гривз и доктор Соуза-Сильва, которые пытались идентифицировать другую линию поглощения фосфина в инфракрасном спектре с помощью телескопа НАСА на Гавайях.
Доктор Гривз сказал, что Венера Экспресс и инфракрасные наблюдения на Гавайях не заглядывают так глубоко в атмосферу Венеры, и поэтому неудивительно, что они не обнаружили фосфина.
Уровень фосфина, если он там есть, также может изменяться с течением времени.
Это затруднило бы поиск окончательных ответов, как и неразрешимая загадка метана на Марсе. Более десяти лет назад телескопы на Земле и орбитальный европейский космический аппарат сообщили о наличии метана в марсианском воздухе. На Земле большая часть метана производится живыми организмами, но он также может быть получен в гидротермальных системах без участия какой-либо биологии.
Но показания метана были слабыми, и последующие наблюдения не смогли это подтвердить. Возможно, показания были неверно истолкованы шумом. Когда марсоход Curiosity НАСА прибыл на Марс в 2012 году, он нес прибор, который мог измерять мельчайшие количества метана. Ученые смотрели и смотрели-и ничего не измеряли.
Но затем любопытство действительно обнаружило взрыв метана, который сохранялся в течение нескольких недель, прежде чем рассеяться. Позже он обнаружил еще более сильный взрыв, но затем он снова исчез.
Марсианские ученые остаются в недоумении относительно быстрого появления — и исчезновения-метана.
Дискуссия о фосфине Венеры будет оставаться в тупике до тех пор, пока не появятся дальнейшие наблюдения. Но пандемия коронавируса закрыла ALMA, а также стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии НАСА, или Софию, телескоп на борту модифицированного 747, который может изучать инфракрасный свет с высоты земной атмосферы
Воздушный шар, который должен был стать частью флагманской миссии доктора Гилмора на Венеру, мог разрешить эту неопределенность путем непосредственного сбора проб воздуха. Он был бы в состоянии найти не только фосфин, но и углеродные молекулы на основе любых микробов.
“Мы действительно должны быть в облаках, - сказал доктор Гилмор из Уэслианского университета, - потому что это среда обитания, которая, как предполагается, поддерживает жизнь.”
Ученые-планетологи находятся в процессе составления раз в десять лет рекомендаций НАСА относительно своих приоритетов. Есть много интересных мест для изучения, и НАСА обычно предпринимает только одну дорогостоящую флагманскую миссию за один раз. Строительство флагманской миссии также занимает больше времени, и запуск одной из них для Венеры будет запланирован не ранее 2031 года.
НАСА также рассматривает возможность нескольких небольших миссий на Венеру для своей программы "Дискавери " - конкурса , в рамках которого ученые предлагают миссии, которые укладываются в предельную стоимость в 500 миллионов долларов.
Один из них, DAVINCI+, был бы версией 21-го века одного из пионерских зондов Венеры. Он мог бы искать фосфин, хотя бы в одном месте и один раз.
Второе предложение, VERITAS, должно было послать орбитальный аппарат, который будет производить изображения поверхности с высоким разрешением. Хотя он не включает в себя прибор для обнаружения фосфина, его можно было бы добавить.
И по крайней мере одна частная компания, Rocket Lab, хочет отправить небольшой зонд для изучения Венеры в ближайшие годы.
“Необходимы дальнейшие наблюдения,” сказал доктор Батлер из Национальной радиоастрономической обсерватории. - Нет ничего, на что можно было бы указать, что говорит: “О да, мы абсолютно точно видим фосфин на Венере". Но, знаешь, это так мучительно.”
Но он также сказал: “Я бы не поставил свои сбережения на то, что его там нет.”
