Od oznámení loňského září, že astronomové našli důkazy o fosfinu v oblacích Venuše, se planetě věnuje velká pozornost. není se čemu divit. Fosfin je potenciální biologický podpis: Na Zemi je produkován mikrobiálním životem. Mohl by podobný biologický proces probíhat na nebi naší sesterské planety? Je to vzrušující vyhlídka a rozhodně stojí za to ji důkladně prozkoumat, ale na jistotu je příliš brzy. Mikroby nejsou jediným způsobem, jak získat fosfin. Nový článek publikovaný 12. července vProceedings of the National Academy of Sciencenaznačuje, že vulkanismus by místo toho mohl být na vině za podivnou chemii ve vrcholcích mraků Venuše.
Dosavadní příběh
Začátkem loňského podzimu výzkumný tým vedený profesorkou Jane Greaves (Cardiff University) oznámil objev fosfinu na celosvětové fanfáry. Zjištění týmu byla založena na datech ze dvou dalekohledů: James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) a Atacama Large Millimeter Array (ALMA), z nichž oba naznačovaly přítomnost fosfinu v množství až 20 částic na miliardu (PPB). Atmosféra Venuše.
Fosfin (PH3) není příliš stabilní plyn a má tendenci se rychle rozkládat, což znamená, že aby mohl existovat na Venuši (nebo na Zemi), musí existovat probíhající proces, který jej doplňuje. Na plynných obrech, jako je Jupiter, může vysoké teplo a tlak vytvářený obrovskou gravitační studnou planety snadno produkovat fosfin, ale takové podmínky neexistují na menších skalnatých světech. Zde na Zemi jej mohou vytvořit mikrobi a průmyslové procesy a také sopky.
Na Venuši se zdálo, že pouhé množství detekovaného fosfinu naznačovalo, že geologické procesy, jako jsou sopky, nebyly dostatečné k tomu, aby byly zdrojem plynu. Greavesová a její tým pečlivě vyloučili, jak nejlépe mohli, jakékoli známé geologické a chemické procesy, než učinili dramatické tvrzení, že by to mohlo být znamením mimozemského života. Pokud mohli říct, biologie byla jediným známým procesem, který odpovídal datům.
Tvrzení samozřejmě vzbudilo intenzivní zkoumání a během několika měsíců bylo učiněno několik pokusů o duplikaci výsledku. Jak se často stává, tyto dodatečné studie zkomplikovaly obraz. Někteří výzkumníci navrhli, že to, co si Greaves myslel, že je fosfin, by ve skutečnosti mohl být oxid siřičitý (SO2) v jiné vrstvě atmosféry. Zjištění softwarové poruchy v ALMA ještě více zpochybnilo data.
Zdálo se, že následné studie se nakonec ustálily na pozici, že ano, fosfin je na Venuši skutečně přítomen, ale ve velké míře nižší množství než původní studie navrhla: blíže k 1-5 ppb, nikoli 20 ppb. Tato nižší množství otevřela dveře pro alternativu k biologické hypotéze: Venušské sopky.
Fosfin z výbušného vulkanismu
I s novými, nižšími hladinami fosfinu (1-5 ppb), by to stále vyžadovalo mimořádnou sopečnou událost, aby se znovu vytvořilo to, co bylo pozorováno v atmosféře Venuše. Jednoduché proudy lávy by nevytlačily fosfin dostatečně vysoko, aby odpovídaly pozorování. K vytlačení materiálu do jeho polohy asi 70 km nad povrchem planety by byla zapotřebí mohutná erupce. Ngoc Truong a Jonathan Lunine, výzkumníci, kteří napsali a nový papír zkoumal potenciální roli vulkanismu při produkci fosfinu a přirovnal nezbytnou událost ke skvěle dramatickým erupcím Krakatau v Indonésii.
Maat Mons, velká vulkanická stavba na Venuši. Pořízeno vesmírnou lodí Magellan. Obrazový kredit: NASA/JPL.
Tento proces funguje takto: magma hluboko uvnitř planety je bohaté na látku zvanou fosfid. Když je fosfid vystřelen do vzduchu erupcí, může se smíchat s kyselinou sírovou, která je běžná v atmosféře Venuše. Reakcí mezi těmito dvěma látkami vzniká – uhodli jste – fosfin. Jak říká Lunine: „Fosfin nám neříká o biologii Venuše. Vypráví nám o geologii. Věda ukazuje na planetu, která má dnes nebo ve velmi nedávné minulosti aktivní výbušný vulkanismus.“
Lunine a Truong uvádějí přesvědčivý případ. Ale tady je háček s hypotézou vulkanismu. Nejsme si ani jisti, zda je Venuše vulkanicky aktivní (bylo to v minulosti, ale nyní? Jen nevíme). Přestože jsme tak blízko Zemi, víme o povrchu Venuše překvapivě málo. Jeho mraky brání pozorování na vlnových délkách viditelného světla a landery vyslané na povrch planety nepřežijí v drsném prostředí déle než několik hodin. Orbitery jako Magellan (spuštěny v roce 1989) mapovaly planetu pomocí radaru, ale spolehlivé informace o geologii planety je překvapivě těžké získat.
Mise Pioneer Venus NASA v roce 1979 našla v atmosféře oxid siřičitý, který by mohl poukazovat na vulkanismus, a Magellan pozoroval některé geologické rysy, které by mohly znamenat nedávnou sopečnou aktivitu, ale nic z toho není přesvědčivé. V tuto chvíli je představa aktivních sopek na Venuši stejně spekulativní jako představa mikrobiálního života. Obě teorie tvrdě pracují na tom, aby co nejlépe dávaly smysl důkazům, ale žádnou nelze dokázat: zatím.
Co bude dál?
Pokud se nám podaří vyřešit tuto hádanku a zjistit zdroj fosfinu v atmosféře Venuše, dozvíme se v tomto procesu hodně o Venuši, bez ohledu na odpověď. Pokud je zdrojem fosfinu mikrobiální život, důsledky zjevně mění hru. Pokud je zdrojem fosfinu erupční vulkanismus, dozvíme se něco nového o geologii planety, která byla dlouho zahalena tajemstvím.
Zamračená obloha Venuše, jak ji viděl Mariner 10 v roce 1974. Poděkování za snímek: NASA/JPL-Caltech.
V blízké budoucnosti mají Venuši navštívit tři nové mise: dvě kosmické lodě z NASA a jeden z Evropská kosmická agentura (ESA) . Žádná z misí není přímo navržena tak, aby hledala fosfin, ale všechny mají poskytnout úplnější obrázek planetárního systému. Jednou z klíčových priorit těchto misí je poskytnout mapu povrchu Venuše s mnohem vyšším rozlišením, než dokázal Magellan vytvořit. Tyto tři mise by mohly pomoci vyřešit fosfinovou záhadu, ale jako obvykle v planetární vědě pravděpodobně vyvolají tolik otázek, kolik zodpovídají.
Kde sázím? Je to těžké volání. Venuše je nepřátelské místo – vulkanismus se tam zdá věrohodnější než život – ale vesmír je zvláštní místo a v nehostinných stanovištích zde na Zemi byli nalezeni extrémofilní mikrobi. Pokud v oblacích Venuše něco žije, bylo by to překvapení, ale nebylo by to za hranicí možného. Jen čas ukáže a skutečná odpověď může nakonec být něco úplně jiného. Greaves i Lunine připouštějí, že zdroj fosfinu může být nakonec třetí možností: v atmosféře Venuše může probíhat nějaká neznámá chemie, kterou jsme ještě neobjevili.
Ať je to jakkoli, těším se, až to zjistím.
Další informace:
- Blaine Friedlander, “ Stopový plyn fosfin ukazuje na vulkanickou aktivitu na Venuši .'Cornell Chronicle.
- N. Truong a J. I. Lunine, “ Vulkanicky extrudované fosfidy jako abiotický zdroj venušanského fosfinu .'PNAS.
- J. Greaves a kol.,“ Fosfinový plyn v oblačných palubách Venuše, 'Astronomie přírody.