Ученые перепроверили данные и снова видят сигнал фосфина на Венере — только его меньше

В сентябре международная команда объявила об обнаружении газа фосфина (PH₃) в атмосфере Венеры на основе данных массива ALMA в Чили и телескопа JCMT на Гавайях. Новость была встречена скептицизмом, поскольку фосфин считается возможным признаком жизни (биосигнатурой).

Вскоре появился ряд статей, ставивших под сомнение наблюдения и выводы, причем одна команда заявила, что в атмосфере Венеры «нет фосфина» вообще. После повторного анализа данных ALMA команда, ответственная за первоначальное открытие, пришла к выводу, что фосфин в облачном слое Венеры действительно есть — просто его меньше, чем они думали изначально.

В оригинальном исследовании, опубликованном 14 сентября в Nature Astronomy, команда представила данные ALMA и JCMT, указывающие на присутствие PH₃ в облачном слое Венеры. На Земле фосфин — часть биохимического цикла фосфора и, вероятно, результат восстановления фосфатов в разлагающейся органике. На Венере не известно химических или фотохимических путей его образования.

Единственный неорганический (абиотический) механизм производства фосфина требует высоких температур и давлений, характерных для атмосфер газовых гигантов. Фосфин действительно обнаружен в атмосфере Юпитера, где он образуется в результате планетарных конвективных штормов. Единственное другое объяснение — бактерии в облачном слое Венеры.

«Ложный сигнал»

В одной из статей (Nature Astronomy, 26 октября 2020), авторы из NASA Goddard усомнились в анализе и интерпретации данных ALMA и JCMT. Исследователи указали, что спектральные данные, интерпретированные как фосфин (PH₃), на самом деле слишком близки к диоксиду серы (SO₂), обычному для атмосферы Венеры.

Согласно другому исследованию (Лейденский университет, 17 ноября 2020, Astronomy & Astrophysics), спектральные данные ALMA можно объяснить присутствием соединений, отличных от фосфина. Они заключили, что «нет статистически значимого обнаружения фосфина» в атмосфере Венеры, а предыдущие результаты были «ложными».

Джейн Гривз, руководившая командой первооткрывателей (Кардиффский университет, Великобритания), заявила, что их мотивировало перепроверить выводы то, что исходные данные ALMA содержали «ложный сигнал», который мог исказить результаты. Когда исправленные данные ALMA были опубликованы 16 ноября, Гривз и ее коллеги провели новый анализ и выложили его до рецензирования на arXiv.

Это первый публичный ответ команды на критику после их первоначальных выводов. Их пересмотренные результаты также были представлены на встрече Группы анализа исследований Венеры (VEXAG), форуме NASA, 17 ноября. Хотя они указали, что их результаты «предварительные», они уверены в присутствии фосфина в атмосфере Венеры.

Итак... Меньше?

По словам Гривз и ее коллег, данные ALMA демонстрируют спектральную сигнатуру, которую нельзя объяснить ничем, кроме фосфина. Это, по их утверждению, дополнительно подтверждается спектрами JCMT, показавшими химические следы фосфина. На основе новых данных ALMA команда оценивает средний уровень фосфина примерно в 1 ppb — примерно в семь раз меньше их первоначальной оценки.

Эти уровни, по их словам, вероятно, достигают пика в пять частей на миллиард (ppb) и варьируются со временем и в зависимости от местоположения. Если это правда, ситуация аналогична наблюдениям на Марсе, где уровень метана колеблется в течение марсианского года и различается в разных местах.

Вдохновленные возможностью, биохимик Ракеш Могул и его коллеги повторно изучили данные миссии NASA Pioneer Venus 1978 года. На основе повторного анализа они нашли свидетельства наличия фосфора. Это может быть свидетельством фосфина или другого соединения фосфора, хотя Могул и его команда считают фосфин наиболее вероятным кандидатом.

Несколько ученых на встрече VEXAG заявили, что даже скромный уровень в 1 ppb фосфина нельзя объяснить процессами вроде вулканизма или молний. Также недавно было объявлено об обнаружении в атмосфере Венеры аминокислоты глицина — еще одной потенциальной биосигнатуры.

Что дальше?

По очевидным причинам, обнаружение свидетельств фосфина на Венере было бы очень значимым. В прошлом ученые предполагали, что жизнь может существовать в облачном слое планеты, где температуры достаточно стабильны для выживания экстремофилов. Если присутствие этого соединения в атмосфере Венеры подтвердится, это укажет на способность Венеры поддерживать экстремальные формы жизни в нишевых средах обитания.

В любом случае, эти результаты требуют дальнейшего изучения и привели к возобновлению предложений о миссиях к Венере, возможно, в виде аэростата или дирижабля. Тем временем Гривз и другие исследователи надеются получить больше времени на наземных телескопах (включая ALMA) для подтверждения присутствия фосфина. Существует ли это соединение там или нет, Венера по-прежнему остается клубком загадок, ожидающих разгадки!