Астрономы оспорили данные о жизни на Венере

Фосфина на Венере нет, его по ошибке приняли за диоксид серы. К этому выводу пришли американские учёные, проанализировав громкое заявление британских коллег.

Британские исследователи в сентябре 2020 года заявили об открытии, которое можно было бы отнести к одним из самых громких открытий астрономии 2020 года. Они сообщили об обнаружении в верхних облаках Венеры фосфина, что может указывать на наличие на планете живых организмов, поскольку других, абиогенных источников этого вещества неизвестно.

Фосфин был обнаружен в тех атмосферных слоях Венеры, где до этого некоторыми учёными допускалось существование микроорганизмов. Открытие вызвало множество дискуссий в научных кругах; глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин вдруг захотел отправить на планету миссию.

Несколько позднее другими исследователями были опубликованы статьи, подвергающие сомнению открытие фосфина, но тогда его авторы сумели отбиться от критики.

Теперь же учёные из Вашингтонского университета в статье, принятой к публикации в журнале Astrophysical Journal, показали, что в выводах авторов «открытия» могла содержаться ошибка — они могли принять за фосфин иное, более распространенное вещество.

"Вместо фосфина в облаках Венеры наблюдения согласуются с альтернативной гипотезой: они обнаружили диоксид серы. Диоксид серы — третье по распространенности химическое вещество в атмосфере Венеры, и оно не считается признаком жизни", - заявила профессор астрономии из Вашингтонского университета Виктория Медоуз.

В новом исследовании приняли участие ученые из Лаборатории реактивного движения NASA, Космического центра имени Годдарда и других американских институтов.

По мнению исследователей диоксид серы, присутствующий в атмосфере в большом количестве, не только может объяснить полученные наблюдения, но и наиболее согласуется с существующими представлениями о строении атмосферы Венеры, в которой присутствуют серные облака. Астрономы показали, что спектральная линия, принятая за линию фосфина, формируется не на уровне облаков, а значительно выше, в верхних слоях атмосферы планеты, там, где молекулы фосфина «должны разрушаться за секунды».

Обе молекулы — фосфина и диоксида серы — в радиодиапазоне имеют линию поглощения, близкую к 266,94 Ггц, которую в 2017 году впервые обнаружили на телескопе Джеймса Кларка Максвелла (JCMT) на Гавайях. Позднее, с помощью наблюдений на радиообсерватории ALMA британцы пришли к выводу, что диоксид серы не может вносить вклад в формирование этой радиолинии.

Американские астрономы применили модель лучистого переноса, и показали, какой сигнал в радиодиапазоне давали бы фосфин и диоксид серы, располагаясь на разных высотах атмосферы, и как эти линии воспринимались бы обоими телескопами. Они продемонстрировали, что форма линии, полученной на телескопе Джеймса Кларка, исключает ее формирование в облаках Венеры — она должна была генерироваться на высотах 80 и более километров от поверхности, где химические условия и ультрафиолетовое излучение от Солнца быстро бы разрушали фосфин.

Использованная модель основана на данных, которые десятилетиями собирались в наблюдениях Венеры наземными обсерваториями и космическими миссиями, например «Венера-Экспресс», отмечает автор работы Эндрю Линковски.

«Фосфин в мезосфере еще более хрупок, чем фосфин в облаках Венеры, — полагает Медоуз. — Если бы сигнал JCMT был от фосфина в мезосфере, то для такой силы сигнала фосфина должно поступать в мезосферу в сто раз больше, чем в атмосферу Земли за счет фотосинтеза поступает кислорода».

Ученые также показали, что в наблюдениях ALMA чисто инструментальные причины привели к недооценке количества диоксида серы в атмосфере Венеры, благодаря чему линию 266,94 Ггц отнесли к фосфину.

«Конфигурация антенн ALMA во время наблюдений 2019 года имела нежелательный эффект — газы, которые могут быть обнаружены в атмосфере Венеры где угодно, например, диоксид серы, давали более слабые сигналы, чем газы, распределенные на меньшем масштабе», — пояснил соавтор работы Алекс Эйкинс.

«Наша работа дала завершенную схему, которая показала, как типичные для мезосферы Венеры концентрации диоксида серы могут объяснить как обнаружение, так и необнаружение сигналов на телескопах JCMT и ALMA без привлечения фосфина», — отметила Медоуз.