eso2015ru — Научный релиз

На Венере найден возможный маркер жизни

14 сентября 2020 г.

Сегодня международная группа астрономов объявила об открытии в облаках Венеры редкой молекулы: фосфина. На Земле этот газ образуется только или в ходе производственных процессов, или в результате жизнедеятельности микробов, живущих в средах, лишенных кислорода. Уже много десятилетий астрономы предполагали, что облака в верхних слоях атмосферы Венеры могут содержать микроорганизмы. Здесь они далеки от испепеляющего жара венерианской поверхности, но зато должны быть устойчивы к очень высокой кислотности. Регистрация фосфина может указывать на присутствие внеземной жизни.

Когда мы получили в спектре Венеры первые свидетельства присутствия фосфина, то испытали настоящий шок! говорит руководитель группы Джейн Гривз (Jane Greaves) из университета Кардиффа в Великобритании. Она с сотрудниками впервые нашла следы фосфина (соединения водорода и фосфора) в спектрах, полученных с телескопом Джеймса Клерка Максвелла (JCMT) в Восточно-Азиатской обсерватории на Гавайских островах. Чтобы подтвердить это открытие, понадобилось задействовать 45 антенн Большой Атакамской миллиметровой и субмиллиметровой антенной решетки (ALMA) в Чили, более чувствительного телескопа, который Европейская Южная обсерватория (ESO) эксплуатирует на партнерских началах. Оба астрономических инструмента наблюдали Венеру на длине волны около 1 мм, значительно превышающей длины волн света, доступного человеческому глазу. На таких волнах могут эффективно регистрировать излучение только телескопы, установленные на большой высоте. 

Международная группа, в которую входят исследователи из Великобритании, Соединенных Штатов и Японии, оценивает концентрацию фосфина в облаках Венеры как очень малую – всего около двадцати молекул на миллиард. Анализируя свои наблюдения, ученые провели расчеты, чтобы понять, могли ли такие количества молекул образоваться в результате естественных небиологических процессов на планете. В числе альтернативных источников этого вещества рассматривалось воздействие солнечного света, выброс в атмосферу минералов с поверхности Венеры, вулканические извержения и молнии, однако, ни одна из этих гипотез не позволяла даже приблизиться к полученным экспериментальным данным. Эти небиологические источники, как оказалось, способны произвести не более одной десятитысячной от наблюдаемого количества фосфина.

По оценке исследователей, чтобы создать наблюдаемую концентрацию фосфина на Венере, земные организмы должны были бы использовать примерно 10% своей максимальной способности его производить. Как известно, земные бактерии извлекают фосфаты из минералов или биологического материала, добавляют к нему водород и, наконец, выделяют фосфин. Любые организмы на Венере будут, вероятно, очень отличаться от земных, но и они тоже могли бы быто источником фосфина в венерианской атмосфере.

Открытие фосфина в облаках Венеры было совершенно неожиданным, но исследователи уверены в своих результатах. “К нашему огромному облегчению, условия сопутствующих наблюдений Венеры на ALMA оказались благоприятными – Венера находилась на небе под удачным углом. Обработка данных, однако, потребовала больших ухищрений ALMA, как правило, не занимается поисками крайне слабых эффектов в очень ярких объектах, таких, как Венера, говорит член группы Анита Ричардс (Anita Richards) из Британского регионального центра ALMA и Манчестерского университета. “В конечном счете, мы убедились, что в обеих обсерваториях наблюдалось одно и то же слабое поглощение на длине волны газообразного фосфина, в тех областях атмосферы, где его молекулы подсвечиваются снизу лежащими там более горячими облаками, добавляет Гривз, руководительница исследования, результаты которого публикуются сегодня в журнале Nature Astronomy.

Еще один член группы, Клара Соуса Сильва (Clara Sousa Silva) из Массачусеттского технологического института в США, занимается исследованиями фосфина как газообразного биомаркераприсутствия бескислородных форм жизни на планетах вокруг других звезд – ведь химия «нормальной» жизни производит очень малые его количества. Она так комментирует это открытие: «Найти фосфин на Венере было неожиданным подарком! Это открытие поднимает множество вопросов, главный из которых – как в этих условиях вообще могут выживать какие-либо организмы? На Земле некоторые микробы выдерживают концентрацию кислоты в окружающей среде до 5% — но ведь венерианские облака состоят из кислоты почти целиком».

Ученые, входящие в группу, считают свое открытие значительным, так как они смогли исключить многие альтернативные версии происхождения фосфина. Однако, они признают, что подтверждение присутствия жизнина Венере потребует гораздо больше времени и усилий. Хоть в верхней атмосфере Венеры температура в облаках вполне комфортная, всего каких-то 30о по Цельсию, они состоят из невероятно концентрированной около 90%— серной кислоты. Для любых известных микробов выжить в такой среде было бы труднейшей задачей.

Леонардо Тести (Leonardo Testi), астроном ESO и руководитель операций ALMA от стран Европы (European Operations Manager), не принимавший участия в новом исследовании, говорит:Наши современные представления о химии фосфина в атмосферах каменистых планет исключают возможность его небиологического образования на Венере. Подтверждение существования жизни в атмосфере Венеры было бы гигантским прорывом в астробиологии. Поэтому необходимо продолжать теоретические и наблюдательные исследования, чтобы исключить возможность образования фосфина на каменистых планетах химическим путем, отличным от того, которым это происходит на Земле. 

Дальнейшие наблюдения Венеры и каменистых планет вне Солнечной системы, в том числе при помощи строящегося сейчас в ESO Чрезвычайно Большого телескопа, смогут помочь выяснить, как именно образуется на них фосфин. Эти исследования внесут свой вклад в поиски признаков жизни вне Земли.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus”, публикуемой в журнале Nature Astronomy.

Состав исследовательской группы: Jane S. Greaves (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK [Cardiff]), Anita M. S. Richards (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, The University of Manchester, UK), William Bains (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA [MIT]), Paul Rimmer (Department of Earth Sciences and Cavendish Astrophysics, University of Cambridge and MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK), Hideo Sagawa (Department of Astrophysics and Atmospheric Science, Kyoto Sangyo University, Japan), David L. Clements (Department of Physics, Imperial College London, UK [Imperial]), Sara Seager (MIT), Janusz J. Petkowski (MIT), Clara Sousa-Silva (MIT), Sukrit Ranjan (MIT), Emily Drabek-Maunder (Cardiff and Royal Observatory Greenwich, London, UK), Helen J. Fraser (School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK), Annabel Cartwright (Cardiff), Ingo Mueller-Wodarg (Imperial), Zhuchang Zhan (MIT), Per Friberg (EAO/JCMT), Iain Coulson (EAO/JCMT), E’lisa Lee (EAO/JCMT) и Jim Hoge (EAO/JCMT).

Сопутствующая статья некоторых членов группы The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere”, была опубликована в журнале Astrobiology в августе 2020 г. Еще одна работа по этой тематике некоторых из тех же авторов, "Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres", публиковалась в журнале Astrobiology в январе 2020 г.

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо». 

Большая Атакамская миллиметровая / субмиллиметровая решетка ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, совместный проект ESO, Национального научного фонда США NSF (U.S. National Science Foundation) и Национального института естественных наук Японии NINS (National Institutes of Natural Sciences) в кооперации с Республикой Чили. ALMA финансируется ESO (представляющей объединенные интересы своих стран-участниц), фондом NSF совместно с Национальным советом по научным исследованиям Канады NRC (National Research Council) и Национальным советом по науке Тайваня NSC (National Science Council), а также NINS в кооперации с тайваньской Academia Sinica (AS) и Корейским институтом астрономии и космических исследований KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute). Строительство и эксплуатация телескопа ALMA осуществляются ESO, представляющей интересы своих стран-участниц, Национальной радиоастрономической обсерваторией США NRAO (National Radio Astronomy Observatory), управляемой компанией Associated Universities, Inc. (AUI), представляющей Северную Америку, и Национальной астрономической обсерваторией Японии NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), представляющей Восточную Азию. Общее управление строительством, тестированием и эксплуатацией ALMA осуществляется в рамках JAO: Объединенной обсерватории ALMA (Joint ALMA Observatory).

Телескоп Джеймса Клерка Максвелла (JCMT) с диаметром главного зеркала (антенны) 15 м (50 футов) – крупнейший в мире астрономический радиотелескоп с индивидуальной антенной, предназначенный специально для работы в области субмиллиметровых волн электромагнитного спектра. Телескоп JCMT используется для исследований Солнечной системы, межзвездных и околозвездных пыли и газа, проэволюционировавших звезд и удаленных галактик. Он расположен на научной площадке на вершине Маунакеа, на Гавайских островах, на высоте 4092 м (13 425 футов). JCMT эксплуатируется Восточно-Азиатской обсерваторией от имени NAOJ, ASIAA, KASI, CAMS, а также в рамках Национальной программы основных научных исследований Китая. Дополнительное финансирование осуществляется STFC и участвующими в проекте университетами Великобритании и Канады.

Ссылки

 

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: 89112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Jane Greaves (study author)
Cardiff University
Cardiff, UK
Email: GreavesJ1@cardiff.ac.uk

Anita Richards (study author)
UK ALMA Regional Centre and University of Manchester
Manchester, UK
Email: a.m.s.richards@manchester.ac.uk

Clara Sousa Silva (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Телефон: +1 617 253 6283
Email: cssilva@mit.edu

Leonardo Testi (contact for independent comment on the study)
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6541
Email: ltesti@eso.org

Dave Clements (study author)
Imperial College
London, UK
Email: d.clements@imperial.ac.uk

Paul Rimmer (study author)
University of Cambridge
Cambridge, UK
Email: pbr27@cam.ac.uk

William Bains (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Email: bains@mit.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2015.

О релизе

Релиз №:eso2015ru
Название:Venus
Тип:Solar System : Planet : Feature : Atmosphere
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Изображения

В атмосфере Венеры зарегистрирован фосфин
В атмосфере Венеры зарегистрирован фосфин
Венера, как ее видит ALMA
Венера, как ее видит ALMA
Венера: представление художника
Венера: представление художника
Поверхность и атмосфера Венеры: взгляд художника
Поверхность и атмосфера Венеры: взгляд художника
Поверхность и атмосфера Венеры: взгляд художника (не аннотировано)
Поверхность и атмосфера Венеры: взгляд художника (не аннотировано)
Признаки фосфина в спектре Венеры
Признаки фосфина в спектре Венеры

Видео

ESOcast 230 Light: На Венере найден возможный маркер жизни
ESOcast 230 Light: На Венере найден возможный маркер жизни
Анимация: приближаясь к Венере
Анимация: приближаясь к Венере
Анимация: полет к Венере
Анимация: полет к Венере

Также смотрите наши