Десь там під хмарами

У журналі вийшла нова робота, присвячена проблемі ультрафіолетового поглинача на Венері - невідомого явища в хмарах планети, видимого тільки в УФ-спектрі і поглинає близько 50 відсотків сонячного випромінювання. Вчені вже багато років намагаються зрозуміти його природу, але успіху поки не досягли. Група астробіологів з США, Індії та Польщі висунула гіпотезу, згідно з якою невідомим компонентом атмосфери можуть бути мікроорганізми. Ми вирішили розібратися, наскільки серйозно варто ставитися до цього, до речі, далеко не нового, припущення.

Венера, незважаючи на свою близькість до Землі, досить сильно від неї відрізняється. Умови на планеті вкрай несприятливі для існування життя, що багато в чому обумовлено парниковим ефектом: температура біля поверхні Венери доходить до 462 градусів Цельсія, а тиск перевищує земний в 92,1 рази. Єдине місце, де навколишнє середовище не настільки суворе - верхні шари атмосфери Венери (на висоті 48-50 кілометрів над поверхнею планети). Там вже не настільки спекотно - «всього» близько 60 градусів Цельсія, і тиск набагато менший - приблизно 1 атмосфера.

Дослідження Венери за допомогою космічних апаратів почалося ще в середині 1960-х років, в даний час на орбіті планети знаходиться японський зонд «Акацуки», який вже зібрав величезну кількість цінних відомостей про небесне тіло. Зокрема, «Акацуки» вивчив загадкові мінливі плями в атмосфері «ранкової зірки». У видимому спектрі планета виглядає однорідним жовтувато-помаранчевим диском, проте в ультрафіолеті на ній спостерігаються «плями» - ділянки помітного, аж до 30 відсотків, зниження яскравості. За них відповідає невідомий поглинач, природа якого залишається невідомою, хоча відкритий він був ще 45 років тому.

Астрономи висували різні гіпотези щодо того, що може бути причиною появи плям. Одні дослідники пов'язують їх з присутністю в атмосфері хлориду заліза та оксиду і діоксиду сірки, в той час як інші говорять про можливу наявність життя. Астробіологи під керівництвом Санджая Лимая (Sanjay S. Limaye) опублікували статтю, в якій обговорюють ймовірність існування в газовій оболонці Венери мікроорганізмів.

На думку авторів дослідження, грант на яке виділило NASA, відкидати можливість присутності життя в хмарах Венери не можна. Однак для того, щоб живі організми могли стабільно існувати на висоті 50 кілометрів, потрібно дотримання багатьох умов. Це не тільки підходяща температура і тиск, але і, наприклад, захист від згубної радіації Сонця або наявність достатньої кількості води.

Астробіологи стверджують, що верхні шари венеріанської атмосфери отримують приблизно стільки ж ультрафіолетового випромінювання, скільки і наша планета в археї, тобто 4-2,5 мільярда років тому. Вважається, що на Землі тоді вже існувало життя на основі фотосинтезу. З водою ситуація складніша - її на Венері вкрай мало, в середньому від 40 до 200 мільйонних часток. Однак вчені стверджують, що «висушування в атмосфері можна уникнути завдяки гігроскопічності сірчаної кислоти, яка, ймовірно, дасть краплі або аерозолі, що містять рідку воду».

"Води на Венері мало, це десятки мільйонних часток, але її достатньо для того, щоб утворювати хмари. Це, звичайно, не чиста речовина, більшою мірою розчин сірчаної кислоти, причому досить сильний, але деякі організми можуть цілком бути резистентні до цього ", - коментує заяву авторів статті Олександр Родін, завідувач лабораторією прикладної інфрачервоної спектроскопії МФТІ.

Проби, зібрані з поверхні МКС у 2010-2016 роках, показали, що мікроорганізми дійсно можуть існувати навіть на висоті 400 кілометрів над Землею. Зокрема, вчені знайшли в пробах життєздатні суперечки і фрагменти ДНК мікроорганізмів, стійкі до несприятливих факторів космосу. Відкриття стало ще одним аргументом на користь біологічної природи темних плям Венери. Згідно з розрахунками Лимаю і його колег, в нижньому шарі хмар планети, який названий найсприятливішим, на кубометр атмосфери може міститися близько 44 міліграмів біомаси, а розмір окремих «частинок» може доходити до 8 мікрометрів. Це допускає існування як окремих організмів, так і невеликих спільнот.

У своїх міркуваннях астробіологи в основному спираються на спектр темних плям. Вони пишуть: «Спостережувані контрасти на 270, 283, 365, 410 і 430 нанометрах інтригуюче схожі на абсорбційні властивості наземних біологічних молекул». Як приклад автори роботи наводять нуклеїнові кислоти і білки, а ще бактерії і - останні харчуються вуглекислим газом і використовують його для окислення сірки. У венеріанській атмосфері дійсно досить вуглекислого газу, який міг би служити їжею мікроорганізмам, але стверджувати, що Лимай і його команда виявили «спектроскопічний слід життя», все-таки не можна.

"Спектр можна співвіднести з різними об'єктами, в тому числі і з життям, але прямих аргументів на користь цього припущення немає. Стверджувати, що ми знайшли сліди життя на Венері, ні в якому разі не можна, це буде антинауково. У роботі перераховуються варіанти, які не суперечать наявному набору даних ", - зазначає астрофізик Анатолій Засов, доктор фізико-математичних наук, професор кафедри астрофізики та зіркової астрономії фізичного факультету МДУ, завідувач відділу Позагалактичної астрономії ДАІШ МДУ.

"Слід розуміти, що це ультрафіолет, всі деталі там широкі, розмазані, і вони малоінформативні. Їх не можна однозначно з чимось ототожнювати. Щоб пояснити походження цих плям, було запропоновано багато гіпотез, в тому числі і така екзотична. Однозначно відкинути припущення про можливість існування життя в хмарах Венери не можна - там цілком «людські» умови, нормальні температура і тиск. Багато сірки, але це не страшно: деякі мікроорганізми цілком собі живуть у схожих умовах. Опублікована вченими стаття - це скоріше якийсь огляд, не можна говорити про те, що хтось відкрив свідчення наявності життя ", - коментує Засов.

Якщо все-таки якісь форми життя і існують на висоті 40 кілометрів, то вони повинні швидко розмножуватися, щоб підтримувати стабільність популяції. Земні бактерії потрапляють у повітря з Землі і рано чи пізно на неї осядуть. Астробіологи припускають, що в минулому Венера могла бути населена, а потім життя могло мігрувати нагору і адаптуватися. Експерименти з аеростатними атмосферними зондами «Вега-1» і «Вега-2», запущеними в 1984 і 1986 роках, показали, що на висоті 50-60 кілометрів від поверхні Венери атмосферні потоки можуть змусити об'єкти підніматися і спускатися на 1-2 метри в секунду. З іншого боку, частинки, з яких складаються хмари планети, можуть перебувати в повітрі по 2-3 місяці, що цілком достатньо для циклу відтворення бактерій. Втім, слід пам'ятати, що рух потоків сильно залежить від ландшафту венеріанської поверхні.

"Аерозолі можуть циркулювати там, де утворюються зовнішні шари. Відомо, що в земній атмосфері багато мікрометеоритного пилу, що потрапив туди з космосу, і, звичайно, деяка частина випадає на поверхню, але частина продовжує циркулювати. У цьому сенсі, якщо організувати якийсь метаболізм, якийсь обмін, то чому б бактеріям, власне кажучи, там не існувати? Якщо швидкість їх репродукції буде вище швидкості падіння на поверхню Венери, де вони напевно загинуть ", - міркує Родін.

Лимай і колеги сподіваються, що їхня стаття знову приверне увагу NASA і «Роскосмосу» до проекту місії «Венера-Д». До розробки довгоживучої космічної станції, здатної провести на поверхні Венери більше місяця, «Роскосмос» приступив ще в 2006 році; старт місії був запланований на 2015 рік. Однак терміни реалізації проекту кілька разів переносилися. У 2017 році стало відомо, що разом зі станцією до Венери можуть відправиться і зонди для вивчення венеріанських хмар. Однак роботи над «Венерою-Д» не були включені у Федеральну космічну програму до 2025 року.