Ciemne chmury nad... życiem na Wenus

Jak tłumaczył we wrześniu członek międzynarodowej grupy badawczej, współautor publikacji w czaspiśmie "Nature Astronomy" dr Janusz Pętkowski z Massachusetts Institute of Technology, fosforowodór to gaz, który zgodnie z aktualną wiedzą, jest produkowany przez istoty żywe. Jeśli fosforowodór na Wenus nie byłby związany z życiem, musiałby być wytwarzany przez bardzo nietypową geologię planety lub bardzo nietypową chemię atmosfery. 

Grupa naukowców z University of Washington, Jet Propulsion Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center, Georgia Institute of Technology, NASA Ames Research Center i University of California w Riverside ma teraz inne wytłumaczenie. Wykorzystała teraz dobrze przetestowany model warunków panujących w obrębie atmosfery Wenus i poddała dane radioteleskopowe ponownej interpretacji. W dwóch pracach przyjętych do druku w czasopismie "The Astrophysical Journal" i opublikowanych już na portalu preprintów arXiv, twierdzi, że obserwowany sygnał nie pochodził od fosforowodoru. 

Dane nie wskazują na obecność w chmurach Wenus fosforowodoru, ale są spójne z alternatywną hipotezą, że są sygnałem dwutlenku siarki - mówi współautorka nowej pracy, profesor astronomii, Victoria Meadows. Dwutlenek siarki jest trzecim najbardziej powszechnym składnikiem atmosfery Wenus i nie uznaje się go za ślad życia - dodaje. Nowe wnioski są bardziej spójne z tym, co do tej porze o atmosferze wokół Wenus i panujących tam piekielnych warunkach, wiedziano. Ale autorzy nowej pracy zwracają uwagę na jeszcze jeden argument. Ich zdaniem obserwowany sygnał pochodził nie z wnętrza pokrywy chmur, ale ze znacznie wyższych warstw atmosfery Wenus, gdzie cząsteczki fosforowodoru nie mogłyby przetrwać dłużej niż kilka sekund. 

Każda substancja chemiczna pochłania promieniowanie elektromagnetyczne o pewnych szczególnych częstotliwościach, nie tylko w świetle widzialnym, ale też w zakresie fal radiowych, czy promieniowania X. Dzięki temu obserwacja widm apsorpcyjnych pozwala badać skład chemiczny na przykład atmosfer planet. Tak się składa, że fosforowodór i dwutlenek siarki pochłaniają promieniowanie w zakresie fal radiowych, obserwowanych przez radioteleskopy, między innymi w rejonie częstotliwości 266,94 GHz. Gdy w 2017 roku autorzy wrześniowej pracy z pomocą James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) zauważyli w sygnale pochodzącym od Wenus linię odpowiadającą tej częstotliwości musieli sprawdzić, o który związek chemiczny chodzi. W 2019 roku otrzymali dane z obserwacji Wenus z pomocą systemu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Analiza sygnałów w rejonie częstotliwości, gdzie tylko dwutlenek siarki pochłania promieniowanie sugerowało, że jego udział jest zbyt mały, by mógł wyjaśnić linię 266,94 GHz. Dlatego stwierdzono, że to musiał być fosforowodór. 

Autorzy nowej pracy wykorzystali oparty na wcześniejszych obserwacjach model procesów zachodzących w atmosferze Wenus. W oparciu o ten model przeanalizowali jeszcze raz dane z JCMT and ALMA. Symulowali między innymi, jak wyglądałyby sygnały od fosforowodoru i dwutlenku siarki, docierające do naziemnych teleskopów z różnych głębokości atmosfery Wenus. Okazało się, że sygnał 266,94 GHz zarejestrowany przez JCMT nie pochodził z warstwy chmur, ale ze znajdującej się nad nimi mezosfery. Tam fosforowodór nie mógłby się utrzymać, panujące tam warunki, w tym silne promieniowanie ultrafioletowe rozerwałyby jego cząsteczki w ciągu kilku sekund. Fosforowodór jest w mezosferze jeszcze bardziej nietrwały, niż w warstwie chmur. Jeśli sygnał zarejestrowany przez JCMT miałby pochodzić od fosforowodoru, to biorąc pod uwagę jego krótki czas życia, procesy wytwarzania tego gazu musiałyby wyrzucać go do mezosfery w tempie 100 razy przekraczającym to, jak szybko dzięki fotosyntezie uwalnia się na Ziemi tlen - mówi Meadows. 

Na tym nie koniec. Okazało się bowiem, że dane z systemu ALMA prawdopodobnie znacznie zaniżyły ilość obecnego w atmosferze Wenus dwutlenku siarki. Konfiguracja systemu anten ALMA w czasie obserwacji tej planety w 2019 roku wywoływała sztuczny efekt, który mógł skłonić autorów wrześniowej pracy do uznania, że kluczowy sygnał pochodził od fosforowodoru. 

Jak pisze na swej stronie internetowej czasopismo "Nature", Jane Greaves z University of Cardiff kierująca zespołem, który opublikował sensacyjne informacje o fosforowodorze, zapowiedziała komentarz po tym, jak wraz ze współpracownikami przeanalizuje nowe publikacje. Ich autorzy przyznają, że choć w swoich analizach kwestionują obecność fosforowodoru, nie mogą jej jednak całkowicie wykluczyć. Być może sprawa wyjaśni się w pełni dopiero po serii kolejnych, zaplanowanych w najbliższych miesiącach i latach, obserwacji.