Фосфинът в атмосферата на Венера е открит с помощта на два телескопа: James Clerk Maxwell Telescope на Хаваите (на снимката) и Atacama Large Millimeter/submillimeter в Чили.
Възможни признаци на живот бяха забелязани в атмосферата на Венера, но предстои значително количество работа, необходима за потвърждаване на тази неочаквана находка, преди да можем да кажем със сигурност какво означава тя.
На 14 септември изследователски екип обяви, че е забелязал нещо, което идентифицира като газ фосфин, в атмосферата на Венера. На Земята фосфинът се произвежда само от живи организми или в индустриални процеси, така че учените не могат да обяснят наличието на толкова много газ там чрез някакъв известен на науката небиологичен процес. Би следвало фосфинът да бъде унищожен бързо в условия като тези в атмосферата на Венера, така че трябва нещо отнякъде да попълва неговите количества.
“Всички са много развълнувани, но в същото време пред нас стоят сто неща, които трябва да свършим“, казва Джейсън Дитман от Масачузетския технологичен институт (MIT). „Това ще бъде наистина вълнуващо през следващите няколко години, докато разгадаваме този пъзел.“
Първо, трябва да се потвърди, че това, което е засякъл екипът наистина е фосфин. Те го откриват с помощта на процес, наречен спектроскопия, който може да идентифицира определени съединения по начина, по който абсорбират светлината при определени дължини на вълните, оставяйки тъмни линии в спектъра на всяка светлина преминала през газ. Очаква се фосфинът да произведе хиляди от тези абсорбционни линии, но екипът е хванал само една с двата телескопа, които са използвали.
Фосфинът се вписва най-добре в тази линия, но ще бъде важно да се потвърди с наблюдения на други абсорбционни линии на фосфин при различни дължини на вълните – казва Клара Соуса-Силва от MIT, която е част от изследователския екип.
Тя и няколко нейни колеги насрочиха наблюдения с други телескопи, за да потвърдят фосфина на Венера, но те бяха забавени поради затваряне на обсерваторията, наложено заради пандемията от covid-19.
„Може би това е фосфин, а ако наистина е такъв, може би е живот“, казва Соуса-Силва. Но дори нейният екип да потвърди констатацията, ще бъде много по-трудно да прецени и докаже дали фосфинът действително е дошъл от някакви форми на живот.
Хиляди експерименти
Един от проблемите е фундаменталната липса на разбиранията ни както за фосфина, така и за Венера, което затруднява дори твърдението, че намирането на фосфин там е напълно неочаквано. „Способността ви да решите дали присъствието на молекула е странно или не 100 процента се определя от това колко добър е вашият модел, а вашият модел е толкова добър, колкото информацията, която сте вложили в него“, казва Сара Хьорст от университета „Джон Хопкинс“ в Мериленд .
В момента нашите модели както на венерината атмосфера, така и на поведението на фосфина са пълни с хипотетични предположения, казва Соуса-Силва. За да заменим тези предположения с надеждна информация, трябва да проучим атмосферата на Венера в лабораторна обстановка. Но това е по-лесно да се каже отколкото да се направи.
„Тази работа изисква много специализирано оборудване, отнема много време, а условия в атмосферата на Венера са изключително сложни за да се работи лабораторно върху тях. Същото се отнася и за самите материали, тъй като са много токсични или много корозивни“, казва Хьорст. Конкретно фосфинът е токсичен за всеки организъм, който зависи от кислорода, включително и за хората.
За да разберем как може да се произвежда фосфин, трябва не само да преодолеем тези проблеми, но и да направим огромен брой експерименти. Трябва да проучим как всеки тип молекула в атмосферата на Венера взаимодейства с всяка друга молекула там и как те взаимодействат с всяка дължина на вълната на светлината.
Трябва също така да проучим тези взаимодействия при всякаква температура и налягане в атмосферата, които варират от около +467°C и 9,3 мегапаскала на повърхността на планетата до студения вакуум на космоса в горните атмосферни слоеве. И също така трябва да узнаем как атмосферата взаимодейства с повърхността на планетата. Възможно е всяко едно от тези взаимодействия да произвежда фосфин. Или може би не, но трябва да проверим, за да сме сигурни. „Напълно объркващо е“, казва Хьорст.
Без всички тези експерименти не можем окончателно да изключим небиологичните източници на фосфин на Венера. Първоначално екипът използва това, което в момента знаем, за да изключи небиологичните източници, но шансовете, че на Венера има химически взаимодействия, каквито ние не познаваме, са все още много високи, казва Соуса-Силва.
Ако не разберем как би трябвало да работят тези взаимодействия, това само ще затрудни проектирането на космически апарат, който да ги наблюдава на Венера. Но дори и да построим такъв и той да вземе проби и да ги донесе на Земята, анализът на тези проби ще бъде толкова добър, колкото са нашите основни познания за това как се държат тези газове, според Соуса-Силва.
В идеалния случай лабораторните експерименти и преките наблюдения на Венера трябва да вървят ръка за ръка, като предоставят точни модели, с които да се сравняват атмосферните измервания. За да разберем дали фосфинът е дошъл от някаква форма на живот, се нуждаем от правилната комбинация от експерименти, теоретично моделиране и наблюдения.
„Може би това е просто резултат от някаква странна химия, но и така да е – това пак е доста добра причина да пратим апарат до там и да вземем проби със сонди в атмосферата, за да разберем как се променя фосфинът във времето и откъде се е взел“, казва Пол Бърн от държавния университет в Северна Каролина.
Как би изглеждал този живот?
Понастоящем се разработват няколко космически кораба, които да посетят Венера през следващите десетилетия, като нито един от тях не е с основна директива за търсене на живот. „Търсенето на живот на Венера все още е нещо като табу, все още се смята за крайност. Така че обикновено планирането не посочва, че основната им цел е да търсят признаци на живот или самия живот“, отбелязва Сара Сийгър от MIT. „Надяваме се, че след тази новина бъдещите мисии могат да приспособят инструментите си, за да издирват признаци на живот.“
Дори ако мисиите могат да променят научните си цели, за да търсят живот, ние не знаем как би изглеждал той на Венера. Все още има разгорещени спорове за това какво точно представлява живият организъм тук на Земята, камо ли пък на планета с различна химия, където животът може да бъде напълно различен.
„Всъщност е много по-трудно да се открие живот отколкото абиотични процеси, защото какво означава животът?“ казва Сийгър. „Можете хипотетично да занесете микроскоп до Венера, но там има много други подобни на клетки частици.“ Небиологичните частици могат да се маскират като живи микроби или обратното. Ако планираните мисии до Венера не могат директно да търсят живи организми, вместо това ще трябва да разчитаме на други улики, които биха могли да ни насочат към евентуалния живот косвено. Например космическият кораб BepiColombo се кани да премине покрай Венера по пътя си към Меркурий – той ще търси фосфин, но също и съединения, които биха могли да покажат дали на Венера има активни вулкани. „Настоящият вулканизъм би увеличил шансовете това да е живот, тъй като би улеснил изкарването на метали, които са необходими за живота, толкова високо в атмосферата“, казва Дейвид Ротери, член от екипа на BepiColombo, от Отворения университет във Великобритания. „Микробите може да консумират тази вулканична пепел и да отделят фосфина като отпадъчен продукт.“
Ние обаче не знаем достатъчно за вулканизма на Венера, за да го изключим като потенциален механизъм за директно производство на фосфин, според статия, публикувана след обявяването на откритието (arxiv.org/abs/2009.11904). Авторите предполагат, че ако Венера е вулканично активна днес, теоретично тя може да произведе достатъчно фосфин, колкото са отчетени там с измерванията.
Изводът е, че разбирането на възможността за живот на Венера изисква първо разбиране на самата Венера – монументална задача, с която едва сега започваме да се захващаме.
Източник: New Scientist Magazine
Превод: Радослав Тодоров
