Хімічний індикатор, пов’язаний з бактеріальною активністю …, помічений на Венері

Серед широкого спектра хімічних сполук є т. Зв біомаркери, тобто показники виникнення процесів, пов’язаних із виникненням форм життя. Такі молекули вкрай рідко виникають випадковим чином, і їх більша, ніж незначна кількість, в основному вказує лише на дві можливості: постійне виникнення органічних процесів або штучне одержання сполуки в процесі промислових процесів. Фосфін, також відомий як фосфін, є одним із цих випадків — і в ньому не було б нічого особливого … якби не те, що вчені виявили надзвичайно велику кількість цього газу в атмосфері Венери.

Астрономи десятиліттями припускали, що у високих хмарах Венери можуть мешкати мікроорганізми, які можуть вільно плавати над гарячою і стиснутою поверхнею планети — переносячи дуже високу кислотність. Проте поки що вагомих вихідних точок у цьому плані бракувало. Тепер, завдяки результатам останніх досліджень, які були офіційно оголошені 14 вересня, вчені нарешті знайшли чітке свідчення того, що це може бути так.

Міжнародна команда астрономів оголосила про відкриття в Венері рідкісної молекули: фосфіну (фосфіну). За відомих наземних умов цей газ виробляється у вимірюваних кількостях лише промислово та мікробами, які ростуть переважно в анаеробному середовищі. Таким чином, виявлення фосфіну може свідчити про існування цього типу позаземної форми життя.

"Коли ми отримали перші підказки про фосфін у спектрі Венери, це було шоком!" — говорить керівник команди Джейн Грівз з Кардіффського університету у Великобританії, яка вперше помітила ознаки фосфіну під час спостережень телескопа Джеймса Клерка Максвелла (JCMT), який експлуатується Східноазіатською обсерваторією на Гаваях. Підтвердження відкриття вимагало використання в Чилі 45 антен АТАКА з великим міліметровим / субміліметровим масивом (ALMA) — більш чутливого телескопа, партнером якого є Європейська південна обсерваторія (ESO). Обидва пристрої спостерігали Венеру на довжині хвилі близько 1 міліметра, набагато довшій, ніж може бачити людське око — лише телескопи на великій висоті над рівнем моря можуть ефективно виявити це випромінювання.

Міжнародна група, до якої входили вчені з Великобританії, США (включаючи поляка, що працює в США) та Японії, підрахувала, що фосфін присутній у венеріанських хмарах у низькій концентрації, лише близько 20 частин на мільярд. Після спостереження вчені зробили розрахунки, щоб побачити, чи можуть такі кількості надходити від природних небіологічних процесів на планеті. Потенційні можливості включають сонячне світло, викинуті з поверхні мінерали, вулкани або блискавки, але жоден з цих варіантів не може виробляти достатню кількість фосфіну. Встановлено, що небіологічні процеси можуть становити до однієї тисячної кількості фосфіну, побаченого телескопами.

На думку дослідників, щоб Венера виробляла спостережену кількість фосфіну (що складається з водню та фосфору), наземним організмам потрібно було б працювати приблизно на 10% від своєї максимальної продуктивності. Відомо, що наземні бактерії, що виробляють фосфін, забирають фосфат з мінералів або біологічного матеріалу, додають водень і, нарешті, виділяють фосфін. Можливі організми на Венері, швидше за все, будуть сильно відрізнятися від своїх наземних двоюрідних братів, але можуть бути джерелами фосфіну в атмосфері.

зображення
Ілюстрація: ESO / M. Корнмессер / Л. Кальсада [eso.org]

Хоча відкриття фосфіну в хмарах Венери було несподіваним, дослідники впевнені, що його буде виявлено. “На наше велике полегшення, умови в АЛМА під час спостереження були дуже хорошими, і Венера знаходилася під прямим кутом до Землі. Однак обробка даних була складною, оскільки ALMA зазвичай не шукає таких тонких ефектів у дуже яскравих об'єктах, таких як Венера '', — говорить Аніта Річардс, британський регіональний центр ALMA та Манчестерський університет, член дослідницької групи. "Ми нарешті виявили, що обидві обсерваторії побачили одне і те ж — погане поглинання на довжині хвилі, придатній для газоподібного фосфіну, коли молекули освітлюються теплішими хмарами внизу", — додає Грівз, який очолив дослідження, опубліковане в Nature Astronomy.

зображення
"Діра" у спектрі Венери від телескопа JCMT дала перші підказки про існування фосфіну на планеті, а більш точний спектр від ALMA підтвердив, що цей потенційний біоподпис існує в атмосфері Венери. Зображення: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Грівз та ін. & JCMT (Східноазіатська обсерваторія) [eso.org]

Інша учасниця групи, Клара Соуса Сілва з Массачусетського технологічного інституту в США, випробувала фосфін як газоподібний "біопідпис" анаеробного життя на планетах навколо інших зірок, оскільки проста хімія виробляє його занадто мало.

Пошук фосфіну на Венері став несподіваним бонусом! Відкриття викликає багато питань, таких як те, як вижили б потенційні організми. На Землі деякі мікроби можуть справлятися з приблизно 5% кислотою в своєму середовищі, але хмари Венери майже повністю кислотні.

Клара Соуса Сільва, Массачусетський технологічний інститут

Дослідницька група вважає свою знахідку значущою, оскільки було виключено багато альтернативних способів отримання фосфіну. Але дослідники зазначають, що для підтвердження існування "життя" потрібно набагато більше праці. Хоча високі хмари на Венері мають гарну температуру 30 градусів за Цельсієм, вони неймовірно кислі — близько 90% сірчаної кислоти — створюють серйозну проблему для будь-яких мікробів, які намагаються там вижити.

Більше того, присутність цього конкретного газу не є однозначним доказом — не можна виключати, що він може виникнути в результаті нерозкритих раніше фото- або геохімічних процесів. Тим більше, що екстремальна атмосфера Венери забезпечує більше, ніж конкретні умови, щоб приховати те, чого людське око ще не відкрило.

Небіологічне утворення фосфіну на Венері виключає наше сучасне розуміння хімії цієї сполуки в атмосфері кам’янистих планет. Підтвердити існування життя в атмосфері Венери було б серйозним проривом для астробіології: отже, подальші дослідження, засновані на цій цікавій знахідці, як теоретичній, так і спостережливій, мають вирішальне значення для виключення можливості того, що фосфін на скелястих планетах може мати інше хімічне походження, ніж на Землі.

Леонардо Тесті, астроном ESO та європейський операційний менеджер ALMA

Подальші спостереження за Венерою та скелястими планетами за межами Сонячної системи, в тому числі з майбутнім Екстремально великим телескопом (ELT), побудованим ESO, можуть допомогти зібрати підказки про походження фосфіну на цих об’єктах та сприяти пошуку ознак життя за межами Землі.

Джерело: ESO / Королівське астрономічне товариство

Facebook Comments