Венера има нови тайни: настъпи времето за нова голяма астробиологическа мисия

Когато през 2020 г. учените откриха фосфин в атмосферата на Венера, това предизвика нов и оживен дебат за Венера и потенциалната ѝ обитаемост. Щеше да е странно, ако това откритие не беше предизвикало интерес, защото фосфинът е потенциален биомаркер. Така че любопитството на хората е разбираемо. За съжаление по-нататъшните изследвания не успяха да потвърдят неговото присъствие.

Но дори и без фосфин атмосферата на Венера е пълна с химически интриги, които подсказват за възможни биологични процеси. Може би е време да изпратим астробиологична мисия на нашата адска планета сестра?

Макар че дискусията за фосфина отшумя доста бързо, има и други по-дългогодишни индикации, че атмосферата на Венера съдържа химически аномалии, някои от които могат да имат отношение към живота. Така например някои от атмосферните газове изглежда не са в термодинамично равновесие. Освен това учените не знаят точно какъв е съставът на големите частици в долните слоеве на атмосферата.

Авторите на нова научна работа изясняват защо Венера ни привлича химически и предполагат, че е време за астробиологична мисия.

Статията е озаглавена „Астробиологичен потенциал за химическите аномалии в атмосферата на Венера и другите необясними свойства на облаците„. Тя все още не е рецензирана и публикувана, но е достъпна на сървъра за предпечатни публикации arxiv.org. Водещ автор е Януш Петковски, изследовател в областта на астробиологията в катедрата по науки за Земята, атмосферата и планетите в Масачузетския технологичен институт.

„Повече от половин век учените предполагат, че Венера може да е обитаема – пишат авторите – въз основа на температурата и налягането, подобни на земните, в облаците на Венера на височина 48-60 км над повърхността.

Повечето хора, които се интересуват от космоса, знаят, че атмосферата на Венера е изключително плътна и гореща. Знаем също, че в нея преобладава въглеродният диоксид, че другият ѝ основен компонент е азотът и че тя поддържа плътни облаци от сярна киселина. Другите химични вещества присъстват само в малки, незначителни количества.

Особено интересна е областта на атмосферата между 48 и 60 километра над повърхността. На тази височина както налягането, така и температурата са близки до земните стойности. Между 52,5 км и 54 км температурата е между 20 °C и 37 °C. На височина около 49,5 км налягането е същото като на морското равнище на Земята. На повърхността на Венера не може да има течна вода, но в нейната атмосфера това е възможно.

Това е общата картина, от която можем да направим предположения за потенциалната обитаемост на Венера.

Но има и много химически съображения и в своята статия авторите решават една дългогодишна загадка за атмосферата на планетата.

„В тази статия правим преглед и обобщение на многогодишните необясними наблюдения на атмосферата на Венера, получени през последния половин век“, пишат те.

Много от загадките около Венера са свързани с така наречения „неизвестен(и) абсорбер(и)“. Още през 20-те години на миналия век ултравиолетовите наблюдения показват необичайни висококонтрастни черти, които се движат с четиридневното въртене на горния облачен слой на Венера. Нещо в тях поглъща ултравиолетовата светлина.

„Много усилия са положени в опити да се идентифицира веществото(ата), отговорно(и) за поглъщането в диапазона 320-400 nm, но нито един от предложените кандидати не удовлетворява всички наблюдателни ограничения, което доведе до често използвания описателен термин „неизвестен ултравиолетов абсорбер“, пишат авторите.

Изследователите отдавна полагат усилия да разберат какъв може да е този абсорбатор или абсорбатори и някои от тях са успешни. Проучванията показват, че алотропните модификации и серните съединения може да са отговорни за това, а учените откриха нови пътища за образуването им в атмосферата на Венера. Но тези пътища са резултат от моделиране, а не от изследвания. Не всички са съгласни с тези открития. Няма консенсус.

„Въпреки десетилетията усилия и наблюденията на двата орбитални космически апарата от 21-ви век (Venus Express на ESA и Akatsuki на JAXA), нито една от предложените молекули-кандидати не е призната за напълно съвместима с данните от наблюденията“, обясняват авторите.

Кандидатите или не отговарят добре на профила, или не са достатъчно многобройни. Някои от предложените кандидати също така не са и стабилни.

Но е важно да се установи какви са те.

„Неизвестният абсорбер е изненадващо ефективен, улавяйки над 50% от слънчевата енергия, достигаща до Венера, и следователно влияе на структурата и динамиката на атмосферата“, пишат авторите. Въпреки че остава загадка, той е огромно липсващо парче, което възпрепятства опитите ни да разберем планетата“.

Някои изследователи предполагат, че ултравиолетовият абсорбер е признак за биологична активност в облаците.

„Спектралните характеристики на облаците на Венера, включително силната UV абсорбция, съответстват на спектъра на някои видове земни бактерии“, обясняват авторите.

Друга загадка е свързана с долните облаци. Подгрупата от облачни частици с размери, по-големи от 7 µm, не е изследвана и не е изучена. Допълнителна загадка се това, че някои от тях не са кръгли. Знаем това благодарение на мисията „Пионер“ на НАСА до Венера. Тъй като частиците, наречени Частици Mode 3, не са сферични, те не могат да бъдат течни капки.

„Природата и съставът на частиците Mode 3 са предмет на дискусия, като се имат предвид наличните в момента данни“, пишат авторите, от което става ясно, че се нуждаем от повече данни от една по-съвременна мисия.

Някои предполагат, че частиците може да са сярна киселина, но авторите казват, че данните изключват това. Ако не става дума за сярна киселина, това говори в полза на идеята, че в облаците може да се крие живот.

„Този резултат може да сочи към непозната химия и е интригуващ от гледна точка на възможното наличие на „живота, какъвто го познаваме“, който не може да се противопостави на концентрираната среда на сярната киселина“, обясняват авторите.

Все пак трябва да се отбележи, че не всички учени са съгласни, че големите частици изобщо съществуват и че откриването им може да се дължи на грешки при калибрирането.

Авторите посочват и други причини, поради които само една биологична мисия до Венера може да разреши тези загадки. Измерванията на място, извършени от програмата „Венера“ и балоните VeGa, показват, че атмосферата съдържа нелетливи съединения, необходими за живота. Животът, какъвто го познаваме, изисква метали, включително желязо. Venera регистрира желязо, а VeGa – не. Още една загадка за разрешаване.

В атмосферата на Венера има и други необясними компоненти. Има следи от газове с количествени профили, които учените не могат да обяснят. „Венера“ и „Пионер“ са открили там и кислород. Никой не знае откъде е дошъл той и е обект на чести дискусии. Други химически открития увеличават загадката и сложността.

Изучаването на Венера от разстояние води до безумни изводи, тъй като много наблюдения могат да бъдат обяснени с биотични или абиотични процеси. Ето защо ни е необходима биологична мисия.

„Възможността за обитаемост на венерианските облаци също трябва да бъде проучена чрез нови мисии in situ“, обяснява авторът.

Много учени са съгласни с него, включително известната планетоложка Сара Сийгър. Нещо повече, Сийгър отива още по-далеч, като предлага да се проведе мисия за връщане на проби.

В бъдеще се планират мисии до Венера. Мисията VERITAS на НАСА и мисията DAVINCI ще се отправят към Венера, но едва след няколко години. DAVINCI ще изпрати сонда в атмосферата на Венера за наблюдения на място, а VERITAS ще направи по-подробна карта на повърхността.

Засега учените трябва да работят само с данните, с които разполагаме. Въпреки че учените са изобретателни и решителни, това не е достатъчно.

Само мисия до Венера, фокусирана единствено върху биологията и химията, ще може да разкрие тайните на планетата.