Международная группа астрономов во главе с профессором Джейн Гривз из Кардиффского университета объявила об открытии редкой молекулы — фосфина — в облаках Венеры. На Земле этот газ производится только в промышленных масштабах или микробами, которые процветают в бескислородной среде. Это может быть подтверждением того, что может присутствовать жизнь на Венере.
В течение десятилетий астрономы предполагали, что высокие облака на Венере могут стать домом для микробов, которые плавают над палящей поверхностью, но они при этом должны выдерживать очень высокую кислотность. Обнаружение молекул фосфина, которые состоят из водорода и фосфора, может указывать на эту внеземную жизнь. Новое открытие описано в статье в журнале Nature Astronomy.
Сначала команда использовала телескоп Джеймса Клерка Максвелла (JCMT) на Гавайях, а затем получила в свое распоряжение телескопы обсерватории ALMA, находящие в пустыне Атакама, Чили. Оба объекта наблюдали Венеру на длине волны около 1 миллиметра, что намного длиннее, чем может видеть человеческий глаз — только телескопы на большой высоте могут эффективно обнаружить эту длину волны.
Профессор Гривз говорит: «На самом деле это был эксперимент, сделанный из чистого любопытства — используя преимущества мощной технологии JCMT. Но, когда мы получили первые намеки на фосфин в спектре Венеры, это был шок!».
Естественно, осторожно относясь к первоначальным открытиям, Гривз и ее команда были счастливы получить в свое распоряжение более чувствительную обсерваторию ALMA. Плохая погода добавила томительную задержку, но после шести месяцев обработки данных открытие подтвердилось.
Член группы доктор Анита Ричардс из регионального центра ALMA в Великобритании и Манчестерского университета добавляет: «К нашему большому облегчению, условия в ALMA были хорошими для последующих наблюдений, пока Венера находилась под подходящим углом к Земле. Однако обработка данных, было довольно сложно задачей, поскольку оборудование ALMA обычно не настроено на поиск едва различимых эффектов на очень ярких объектах, таких как Венера».
Гривз добавляет: «В конце концов, мы обнаружили, что обе обсерватории наблюдали одно и то же — слабое поглощение волны света фосфиновым газом.
Затем профессор Хидео Сагава из Университета Киото Сангё использовал свои модели атмосферы Венеры для интерпретации этих данных, обнаружив, что фосфин присутствует, но в достаточно ограниченном количестве — всего около двадцати молекул на миллиард.
Будущие миссии могут быть способны обнаружить жизнь на Венере.
Астрономы провели расчеты, чтобы выяснить, может ли фосфин образоваться в результате естественных процессов на Венере. Они обращают внимание, что полная информация о Венере отсутствует — единственное исследование фосфора на Венере было сделано в ходе полета спускаемого аппарата советской миссией Вега-2 в 1985 году.
Ученый Массачусетского технологического института доктор Уильям Бейнс руководил работой по оценке естественных способов производства фосфина. Некоторые идеи включали солнечный свет, минералы, уносимые вверх с поверхности, вулканы или молнии, но ни одно из из предположений не могло приблизиться к результату, который бы объяснял такое количество фосфина на Венере. Было обнаружено, что природные источники производят максимум одну десятитысячную от количества фосфина, которое обнаружили телескопы на Венере.
Согласно расчетам доктора Пола Риммера из Кембриджского университета, чтобы создать наблюдаемое количество фосфина на Венере, земным организмам потребуется всего лишь 10% от их максимальной производительности. Однако любые микробы на Венере, вероятно, будут сильно отличаться от своих земных собратьев, чтобы выжить в сверхкислых условиях планеты.
Земные бактерии могут поглощать фосфатные минералы, добавлять водород и, в конечном итоге, выделять газообразный фосфин. В ходе этого процесса они свою расходуют энергию, при этом непонятно, зачем они это делают. Фосфин может быть просто побочным продуктом их жизнедеятельности, но другие ученые предполагают, что он может использоваться в качестве защиты от конкурирующих бактерий.
Еще один член команды Массачусетского технологического института, доктор Клара Соуза Сильва, также думала о поиске фосфина как газа жизнедеятельности живых организмов, не использующих кислород, на планетах вокруг других звезд.
Она комментирует: «Обнаружение фосфина на Венере было неожиданным подарком! Открытие поднимает много вопросов, например, как какие-либо организмы могут выжить такой среде. На Земле некоторые микробы могут справиться с примерно 5% кислоты в своей среде обитания, но облака Венера почти полностью состоит из кислоты».
Могут существовать и другие возможные признаки жизни в Солнечной системе, такие как метан на Марсе и вода, выходящая из ледяных лун Европы и Энцелада. Было высказано предположение, что на Венере темные полосы, в которых поглощается ультрафиолетовый свет, могут состоять из колоний микробов. Космический аппарат Акацуки, запущенный японским космическим агентством JAXA, в настоящее время наносит на карту эти темные полосы, чтобы больше узнать об этом «неизвестном поглотителе ультрафиолета».
Команда астрономов считает, что их открытие имеет большое значение, поскольку они могут исключить множество альтернативных способов производства фосфина. Но, в свое время, признают, что для того, чтобы подтвердить есть ли жизнь на Венере потребуется проделать гораздо больше работы. Хотя высокие облака Венеры имеют температуру до приятных 30 градусов по Цельсию, они невероятно кислые — около 90% серной кислоты, что создает серьезные проблемы для выживания микробов. Профессор Сара Сигер и доктор Януш Петковски, оба из Массачусетского технологического института, исследуют то, как микробы могут защищаться внутри капель.
Профессор Эмма Банс, президент Королевского астрономического общества, поздравила команду с проделанной работой: «Ключевой вопрос в науке — существует ли жизнь за пределами Земли, и открытие профессора Джейн Гривз и ее команды является ключевым шагом вперед в поиске ответа на этот вопрос. Я особенно рада видеть британских ученых, возглавляющих такой важный прорыв – это является веским аргументом в пользу возвращения космической миссии к Венере».
Министр науки Аманда Соллоуэй сказала: «Венера на протяжении десятилетий захватывала воображение ученых и астрономов всего мира. Это открытие невероятно захватывающее, оно помогает нам лучше понять Вселенную и даже то, может ли быть жизнь на Венере. Я невероятно горжусь тем, что это захватывающее открытие было сделано одними из ведущих ученых и инженеров Великобритании с использованием самого современного оборудования».
Даже микроскопическая жизнь на Венере, может положительно ответить на вопрос: Одни ли мы во Вселенной?