Wykrycie fosforu w chmurach Wenus to poważna sprawa. | Space

By Paul K. Byrne, North Carolina State University

W dniu 14 września 2020 roku do listy potencjalnie nadających się do zamieszkania światów w Układzie Słonecznym dodano nową planetę: Wenus.

Fosfinę, toksyczny gaz składający się z jednego atomu fosforu i trzech atomów wodoru (PH3), powszechnie produkowany przez organiczne formy życia, ale w przeciwnym razie trudny do wytworzenia na planetach skalistych, odkryto w środkowej warstwie atmosfery Wenus. Podnosi to na duchu możliwość, że coś żyje na naszej planetarnej sąsiadce. Dzięki temu odkryciu Wenus dołącza do zaszczytnego grona Marsa oraz lodowych księżyców Enceladusa i Europy wśród ciał planetarnych, na których kiedyś mogło istnieć życie, a być może nawet istnieje do dziś.

Jestem naukowcem zajmującym się planetami i ewangelistą Wenus. To odkrycie jest jednym z najbardziej ekscytujących dokonanych na Wenus od bardzo dawna i otwiera nowy zestaw możliwości dla dalszej eksploracji w poszukiwaniu życia w Układzie Słonecznym.

Tajemnice atmosfery

Po pierwsze, ważne jest, aby zaznaczyć, że ta detekcja nie oznacza, że astronomowie znaleźli obce życie w chmurach Wenus. W rzeczywistości jest to dalekie od tego.

Ale chociaż zespół odkrywający zidentyfikował fosfinę na Wenus za pomocą dwóch różnych teleskopów, co pomogło potwierdzić początkową detekcję, gaz fosforowy może być wynikiem kilku procesów, które nie są związane z życiem, takich jak wyładowania atmosferyczne, uderzenia meteorów czy nawet aktywność wulkaniczna.

Jednakże ilość fosforu wykrytego w wenusjańskich chmurach wydaje się być znacznie większa niż te procesy są w stanie wygenerować, co pozwala zespołowi wykluczyć liczne nieorganiczne możliwości. Jednak nasze zrozumienie chemii atmosfery Wenus jest bardzo niedostateczne: Tylko kilka misji przebiło się przez niegościnną, zdominowaną przez dwutlenek węgla atmosferę, aby pobrać próbki z globalnej warstwy chmur kwasu siarkowego.

Więc my, naukowcy planetarni, stoimy przed dwiema możliwościami: Albo w wenusjańskich chmurach istnieje jakiś rodzaj życia, wytwarzający fosfinę, albo zachodzi tam niewyjaśniona i nieoczekiwana chemia. Jak dowiemy się, która z nich jest prawdziwa?

Przede wszystkim potrzebujemy więcej informacji na temat obfitości PH3 w atmosferze Wenus, a możemy dowiedzieć się czegoś na ten temat z Ziemi. Tak jak zrobił to zespół odkrywający, istniejące teleskopy zdolne do wykrywania fosforu wokół Wenus mogą być wykorzystane do dalszych obserwacji, aby zarówno definitywnie potwierdzić początkowe odkrycie, jak i dowiedzieć się, czy ilość PH3 w atmosferze zmienia się z czasem. Równolegle, istnieje teraz ogromna możliwość przeprowadzenia prac laboratoryjnych w celu lepszego zrozumienia typów reakcji chemicznych, które mogą być możliwe na Wenus – dla których mamy obecnie bardzo ograniczone informacje.

Jeszcze raz w wyłom

Ale pomiary na Ziemi i z Ziemi mogą zabrać nas tylko tak daleko. Aby naprawdę dotrzeć do sedna tej tajemnicy, musimy wrócić na Wenus. Statki kosmiczne wyposażone w spektrometry, które mogą wykryć fosfinę z orbity, mogłyby zostać wysłane na drugą planetę w wyraźnym celu scharakteryzowania, gdzie i ile tego gazu się tam znajduje. Ponieważ statki kosmiczne mogą przetrwać wiele lat na orbicie Wenus, moglibyśmy uzyskać ciągłe obserwacje za pomocą specjalnego orbitera przez znacznie dłuższy okres niż za pomocą teleskopów na Ziemi.

Ale nawet dane orbitalne nie powiedzą nam całej historii. Aby w pełni zrozumieć, co się dzieje na Wenus, musimy wejść w atmosferę. I tu z pomocą przychodzą platformy powietrzne. Balony lub latające skrzydła, zdolne do działania ponad większością kwaśnej warstwy chmur – gdzie temperatura i ciśnienie są prawie jak na Ziemi – przez potencjalnie kilka miesięcy, mogłyby wykonywać szczegółowe pomiary składu atmosfery. Takie statki mogłyby nawet przenosić instrumenty, które są opracowywane w celu poszukiwania życia na Europie. W tym momencie ludzkość mogłaby wreszcie być w stanie ostatecznie stwierdzić, czy dzielimy nasz Układ Słoneczny z wenusjańskim życiem.

A new dawn for Venus exploration?

Trzydzieści jeden lat minęło odkąd Stany Zjednoczone po raz ostatni wysłały dedykowaną misję na Wenus. Wkrótce może się to zmienić, ponieważ NASA rozważa dwie z czterech misji na Wenus w późnych latach 2020. Jedna z nich, zwana VERITAS, miałaby wysłać potężny radar, który przebiłby się przez gęste chmury i zwróciłby bezprecedensowe obrazy powierzchni w wysokiej rozdzielczości. Druga, DAVINCI+, przebije się przez atmosferę, pobierając próbki powietrza w trakcie opadania, być może nawet będzie w stanie wywąchać fosfinę. NASA planuje wybrać co najmniej jedną misję w kwietniu 2021 roku.

Przedtem argumentowałem za powrotem na Wenus, i nadal będę to robił. Nawet bez tego najnowszego odkrycia naukowego, Wenus jest przekonującym celem eksploracji, z tantalizującymi dowodami, że planeta kiedyś miała oceany i być może nawet doznała piekielnego losu z rąk własnych erupcji wulkanicznych.

Ale dzięki wykryciu potencjalnego biomarkera w atmosferze Wenus mamy teraz kolejny ważny powód, by powrócić do świata, który starożytni greccy astronomowie nazwali Fosforem – nazwa Wenus, która, jak się okazuje, jest cudownie przedwczesna.

Paul K. Byrne, profesor nadzwyczajny nauk planetarnych, North Carolina State University

Ten artykuł został opublikowany w The Conversation na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł.

Podsumowanie: 14 września 2020 roku Wenus została dodana do listy potencjalnie nadających się do zamieszkania światów w Układzie Słonecznym. Fosfina, toksyczny gaz powszechnie produkowany przez organiczne formy życia, ale w inny sposób trudny do wytworzenia na skalistych planetach, została odkryta w atmosferze Wenus. Albo w wenusjańskich chmurach istnieje jakieś życie, które wytwarza fosfinę, albo zachodzi tam niewyjaśniona i nieoczekiwana chemia. Jak dowiemy się, co to jest?

.