Следы жизни на Венере. Что скрывают сернистые облака

14 Сентября 2020

МОСКВА, 14 сентября - Исследователи установили в облаках Венеры фосфин — газ, вырабатываемый на Земле анаэробными бактериями. Это первый случай находки конкретного маркера жизни на другой планете. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Жизнь в облаках

Обстановка на поверхности Венеры мало подходит для жизни — температура около 470 градусов Цельсия и давление больше 90 бар, но на высоте 50-65 километров над поверхностью, в так называемом верхнем облачном покрове, условия вполне приемлемые и напоминают земные. Поэтому ученые ищут возможные признаки жизни на Венере в верхних слоях ее атмосферы.

В течение десяти лет ученые наблюдали за изменениями, выходящими в атмосфере Венеры с помощью ультрафиолетовых сканеров, установленных на космическом аппарате Европейского космического учреждения Венера-экспресс и автоматической межпланетной станции Японского агентства аэрокосмических исследований Акацуки, а также спектрометров звездно-полосатой автоматической межпланетной станции Мессенджер, основной целью которой было прохождение Меркурия, и космического коронографа Хаббл.

В целом облака Венеры, состоящие в основном из сернистого газа и частиц серной кислоты с небольшим количеством воды, довольно плохо поглощают солнечное изливание, отражая до 75 доходов падающего потока. Однако на их фоне наблюдаются темные пятна, в пределах которых поглощение составляет до 50 процентов и более. Эти пятна со временем то появляются, то исчезают, меняя свое месторасположение и четкость очертаний.

Ученые предполагают, что вблизи верхнего уровня облаков формируются скопления крошечных частиц, характеризующиеся широким диапазоном спектра поглощения солнечной энергии — от ультрафиолета до видимого, и данный неизвестный поглотитель вполне может располагать биогенную природу.

По крайней мере, частицы имеют примерно тот же размер и обладают такими же светопоглощающими свойствами, что и микроорганизмы, обнаруженные в атмосфере Земли. Гипотезу о том, что темные пятна в облаках Венеры сложены микроорганизмами, в свое время поддерживали такие крупные ученые, как звездно-полосатый биофизик Гарольд Моровиц и знакомый астроном и астрофизик Карл Саган.

Но наблюдений поглощательной способности и результатов моделирования недостаточно. Нужны конкретные доказательства присутствия самих бактерий или их жизнедеятельности.

Первое вещественное доказательство

Исследователи их США, Великобритании и Японии под руководством Джейн Гривз (Jane Greaves) из Школы преподаватели и астрономии Кардиффского университета в Уэльсе проанализировали спектральные данные, полученные инфракрасным телескопом Джеймса Кларка Максвелла на Гавайах и видеокомплексом радиотелескопов ALMA в чилийской пустоши Атакама в 2017 и 2019 годах соответственно, и установили в верхнем облачном слое Венеры на высоте около 53–62 километров над поверхностью однозначные признаки фосфина — газа, который в земных условиях имеет исключительно биогенное происхождение.

Фосфин, или фосфористый дейтерий (РН3) на Земле производят анаэробные бактерии, которые могут жить и получать энергию при полном отсутствии кислорода. Любое другое происхождение фосфина в настоящее время неизвестно. Поэтому в 2019 году астробиологи признали фосфористый водород потенциальным биомаркером, наряду с кислородом и метаном, потенциально указывающим на наличие жизни.

Правда, не всегда. Например, фосфин гармонирует в атмосферах газовых гигантов — Юпитера и Сатурна, но там его природа совсем другая: газ образуется в нижних слоях, где среда исправительная, а давления огромные, а затем, в результат атмосферной конвекции доставляется в высокие слои, где его уже фиксируют спектрометры.

А химическая среда в облаках Венеры — экстремально кислая. И в ней элемент может присутствовать только в окисленной форме, а фосфин прогорает очень быстро. Так же — и на поверхность каменистых планет, таких как Земля, Марс и Венера, кора которых сложена в главном кислыми породами.

Для того, чтобы его спектральные линии устойчиво гармонировали в наблюдениях, на плоскости планеты или в атмосфере должны действовать процессы, постоянно создающие этот газ в количествах, достаточных для обнаружения.

Приборы выявили содержания фосфина в облаках Венеры около 20 частей на миллиард. По оценкам ученых, для поддержания такого уровня продуктивность самой системы должна составлять 106-107 молекул на сантиметр в секунду. Для сравнения, темпы производства фосфина земными сообществами анаэробных бактерий примерно на порядок длиннее — 107-108 молекул на метр в секунду.

Для самих бактерий вся жизнь в экстремально кислой среде — не проблема. Например, Helicobacter pylori прекрасно себя чувствуют в желудке человека, клетки которого продуцируют соляную кислоту, а в кислых вулканических источниках на Земле найдены бактерии Thiobacillus ferrooxidans, питающиеся соединениями диким и имеющие, кстати, очень сходные с неизвестным поглотителем кривые поглощения в ультрафиолетовом кругу.

Авторы проверили несколько версий возможного абиогенетического образования фосфина в атмосфере Венеры — разряды молний, пролет микрометеоритов или химические процессы, происходящие в облаках, однако ни одна из этих вариант не подтвердилась: моделирование выявило, что все эти сам процессы создают ничтожно малое количество молекул РН3.

Исследователи отмечают, что абстрактным газ может быть продуктом каких-либо неизвестных фотохимических или геохимических подавленностей, но скорее всего в атмосфере Венеры действительно обитают микробы. Окончательный же ответ смогут дать только пробы аэрозоля из облаков планеты, полученные мировыми зондами.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Следы жизни на Венере. Что скрывают сернистые облака

комментарии (0)

Другие интересные новости

Михалков назвал ММКФ неангажированным в отличие от других фестивалей