Новое исследование утверждает, что биосигнатура на Венере может быть ошибкой

Еще в сентябре прошлого года астрономы произвели фурор, объявив об открытии фосфина в атмосфере Венеры, что могло быть признаком жизни. Но новое исследование показало, что обнаруженную сигнатуру можно объяснить другим газом, а этот газ гораздо более характерен для Венеры и не указывает на жизнь.

Имея почти такой же размер, массу и состав, что и Земля, Венеру иногда называют сестрой нашей планеты, но это совсем не так. Под толстой атмосферой, состоящей из 96 процентов углекислого газа, поверхность имеет разрушающее давление, примерно в 92 раза превышающее давление на уровне моря Земли, и температуру, которая достигает 464°C.

Этого достаточно, чтобы вычеркнуть его из списка мест для посещения людьми, но ученые выдвинули гипотезу о том, что микробная жизнь может процветать на высотах от 53 до 62 км, где температура и давление гораздо более благоприятны.

В сентябре 2020 года исследователи сообщили о новых доказательствах, которые, казалось, подтверждали такую ​​возможность жизни. Команда из Великобритании, по-видимому, обнаружила спектральную сигнатуру фосфина в атмосфере Венеры — молекулы, которая обычно создается бактериями и другими микробами, и она была внесена в список потенциальных биосигнатур для других планет.

Это, конечно, вызвало настоящий переполох — может ли кто-нибудь из наших ближайших соседей быть домом для жизни? Но, как и положено науке, другим исследователям не потребовалось много времени, чтобы найти пробелы в этой истории. Независимый повторный анализ данных показал, что использованные методы обработки могли создавать ложные срабатывания из-за фонового шума, а сигнал фосфина был недостаточно сильным, чтобы быть статистически значимым.

В новом исследовании команда ученых повторно изучила исходные наблюдения радиотелескопа, которые подкрепляли заявленное обнаружение фосфина, и нашла более вероятного виновника.

«Вместо фосфина в облаках Венеры данные согласуются с альтернативной гипотезой: они обнаруживали диоксид серы», — говорит Виктория Медоуз, соавтор исследования. «Диоксид серы — третье по распространенности химическое соединение в атмосфере Венеры, и он не считается признаком жизни».

Путаница возникает из-за того, что фосфин и диоксид серы поглощают радиоволны примерно на одной и той же частоте. В 2017 году первоначальная команда использовала телескоп Джеймса Клерка Максвелла (JCMT), чтобы обнаружить особенность радиоизлучения Венеры на частоте 266,94 ГГц, которая могла быть отнесена к любому из них. Таким образом, они продолжили работу в 2019 году с помощью наблюдений ALMA, и на основании этих данных они пришли к выводу, что уровни диоксида серы в атмосфере Венеры были слишком низкими для учета сигнала, поэтому они приписали это фосфину.

Для нового исследования ученые из UW смоделировали атмосферу Венеры и сигналы от фосфина и диоксида серы на разных высотах. Затем они смоделировали, как они будут выглядеть для двух используемых радиотелескопов, в тех конфигурациях, в которых они находились во время первоначальных наблюдений.

И действительно, модель предпочитает диоксид серы фосфину двумя разными способами. С одной стороны, источник излучения исходил из гораздо более высоких слоев атмосферы, чем предполагала первая команда — примерно на 80 км над поверхностью. На этой высоте в области атмосферы, называемой мезосферой, фосфин распадался бы намного быстрее.

«Фосфин в мезосфере даже более хрупок, чем фосфин в облаках Венеры», — говорит Виктория Медоуз. «Если бы сигнал JCMT исходил от фосфина в мезосфере, то для учета силы сигнала и субсекундного времени жизни соединения на этой высоте фосфин должен был бы доставляться в мезосферу примерно в 100 раз быстрее, чем кислород. закачивается в атмосферу Земли путем фотосинтеза».

Второй момент заключается в том, что исследователи, вероятно, недооценили количество диоксида серы из-за неожиданной причуды телескопа.

«Конфигурация антенны ALMA во время наблюдений 2019 года имеет нежелательный побочный эффект: газы, которые можно найти почти повсюду в атмосфере Венеры — например, двуокиси серы — испускают более слабые сигналы, чем газы, распределенные в меньшем масштабе, — говорит Алекс Акинс, соавтор исследования.

Принимая во внимание оба этих момента, команда нового исследования пришла к выводу, что сигнал, обнаруженный первоначальными исследователями, скорее всего, исходит от диоксида серы. Похоже, это бритва Оккама — вероятно, это газ, которого, как мы уже знали, много на Венере, а не тот, который перевернул бы все наши представления об атмосферной химии и жизни в Солнечной системе.

Исследование должно быть опубликовано в Astrophysical Journal.