Что смертоносная Венера может рассказать о жизни на других мирах

Хотя Венеру и Землю называют планетами-сестрами, они различаются как небо и ад. Земля — естественный рай, где жизнь сохраняется под лазурным небом. Венера — раскалённая планета с облаками серной кислоты (H₂SO₄) и атмосферным давлением, способным раздавить человека.

Однако сходство не исчезает: обе планеты имеют схожие массу, радиус, являются каменистыми и соседствуют во внутренней Солнечной системе. Почему они так различаются? Что эти различия говорят нам о поиске жизни?

Понимание обитаемости планет — критически важная часть космической науки и астробиологии. Без чёткой модели атмосфер каменистых планет мы не сможем правильно интерпретировать данные об экзопланетах. Если мы найдём экзопланету с признаками жизни, мы никогда не сможем посетить её или напрямую взять пробы атмосферы. Поэтому фокус смещается на изучение планет земной группы в нашей собственной системе, включая такие «адские» миры, как Венера.

В недавней перспективной статье в Nature Astronomy рассматривается, как разошлись пути двух планет и что могло стать причиной. Статья называется «Венера как точка опоры для планетарной обитаемости». Ведущий автор — Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде, соавтор — Пол Бёрн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе.

Почему Венера важна

Авторы отмечают, что немногочисленные существенные атмосферы планет земной группы в Солнечной системе служат критическим ресурсом для изучения факторов обитаемости. Наши планетарные «близнецы» дают лучшую возможность изучить, как похожие планеты могут иметь столь разные атмосферы. Это понимание поможет нам разобраться в эволюции каменистых миров и в том, какие условия способствуют или ограничивают обитаемость.

Земля — исключение. Марс, по-видимому, был обитаем какое-то время, а затем потерял атмосферу и воду. Такая ситуация, вероятно, встречается чаще, чем земная. Мы видим экзопланеты лишь в одну эпоху их климатической истории. Однако открытие тысяч экзопланет даёт статистическую основу для изучения их свойств.

Венера как «якорь» и предостережение

Традиционно эволюцию Венеры до её текущего состояния с безудержным парниковым эффектом объясняли её близостью к Солнцу. Однако при ближайшем рассмотрении обнаруживается множество фундаментальных различий с Землёй: скорость вращения, наклон оси, магнитное поле и другие. Это означает, что мы не можем точно измерить влияние только лишь большей солнечной инсоляции.

«Венера предлагает нам критическую точку опоры в дискурсе об обитаемости планет, поскольку её эволюционная история представляет собой альтернативный путь по сравнению с земным сценарием», — пишут авторы.

Основное требование для жизни — наличие жидкой воды на поверхности. Вопрос в том, какие факторы определяют, как долго эта вода может сохраняться. Земля и Венера находятся на противоположных концах спектра обитаемости каменистых планет. Поэтому «…понимание пути к сценарию Венеры так же важно, как и понимание пути к обитаемости, который характеризует Землю».

Мы многого не знаем о Венере. Была ли у неё вода? Некоторые исследования показывают, что когда планета потеряла воду и стала полностью необитаемой, в её атмосфере было много кислорода. Если бы мы увидели такое же количество кислорода в атмосфере далёкой экзопланеты, мы могли бы ошибочно интерпретировать это как признак жизни. «Таким образом, Венера служит предостерегающей историей для интерпретаций, казалось бы, богатых кислородом атмосфер», — отмечают авторы.

Призыв к действию и будущие миссии

Статья является призывом к действию, отражая выводы последних десятилетних обзоров (Decadal Surveys) в астрономии и планетологии. Чтобы Венера могла служить «якорем», учёным нужны ответы на множество вопросов. Необходимо детально изучить её атмосферу на всех высотах, исследовать недра и определить природу и размер ядра. Критически важно доставить космический аппарат на поверхность и вблизи изучить её геологию. Короче говоря, нужно сделать для Венеры то, что мы сделали для Марса.

Миссии VERITAS, DAVINCI и EnVision, запланированные на 2030-е годы, начнут давать необходимые ответы. Параллельно с изучением Венеры необходим статистический анализ растущего каталога каменистых экзопланет.

Мы живём в эпоху открытия экзопланет, их число превышает 5000. Однако в какой-то момент мы достигнем порога убывающей отдачи от простого каталогизирования. Чтобы по-настоящему понять их, наши усилия, как предлагают Кейн и Бёрн, могут быть более разумно направлены на изучение Венеры и того, как она эволюционировала столь иначе.