Венера — наша историческая родина?
Ученые всерьез рассматривают вероятность того, что жизнь на Землю была занесена с Венеры. Теория может получить поддержку, если наличие биоорганизмов на соседней планете подтвердится. Как именно будут искать инопланетян, какая роль в этом отводится России и какие еще объекты Солнечной системы могут быть обитаемы?
Рассказывает гостья программы «Вопрос науки» с Алексеем Семихатовым Людмила Вениаминовна Засова — доктор физико-математических наук и российский соруководитель объединенной научной группы Института космических исследований и НАСА по проекту «Венера-Д».
Фосфин в облаках Венеры
Мы все были потрясены и обрадованы этому открытию, потому что вопрос жизни в облаках Венеры обсуждается уже давно. В частности, в прошлом году у нас была очень авторитетная конференция в институте, которая была посвящена как раз возможности обнаружения жизни в облаках Венеры. Несмотря на то что на поверхности там около 500 °С, облака состоят из серной кислоты. То есть наша планета во многих отношениях сестра — наша адская сестра (Венеру часто называют сестрой Земли. — Прим. ред.).
Но при этом в облаках Венеры вполне может быть жизнь. Она могла не зародиться, а появиться другим образом. Например, бактерии могли быть принесены частицами, метеоритами с той же Земли. Или все было наоборот: на Венере жизнь могла возникнуть раньше, чем за Земле. Нам известно, что на Венере поверхность обновилась миллиард лет назад, но никто не знает, что было до того. Если когда-то там была жизнь, то есть вероятность, что она попала к нам на Землю с Венеры.
Мы пока только гадаем, что было с Венерой миллиарды лет назад. Ее поверхность была залита лавой, и в течение каких-то 500 млн лет это все продолжалось. А что было до того? Остались незалитыми только горные районы — так называемые тессеры. Поэтому очень интересно было бы полететь и сесть на тессеру. Это опасная посадка, но об этом мы думаем. Самая интересная посадка была бы именно в горной местности.
Атмосфера-убийца и поверхность, плавящая свинец
Можно сказать, что мы ничего не знали о Венере, пока не начались космические исследования. Ведь наши [советские космические аппараты] «Венеры» — первые, кто побывал на этой планете. Недавно исполнилось 50 лет миссии «Венера-4», которая впервые достигла орбиты (18 октября 1967 года. — Прим. ред.): она опустилась в атмосферу, но только до 20 км. Четвертая «Венера», а также пятая и шестая были раздавлены в атмосфере, потому что ученые тогда не знали, что там давление 100 атмосфер. Никто не ожидал.
Первым аппаратом, который сел на поверхность, была «Венера-7». Она померила давление и состав. Следующая, «Венера-8», была специально посажена на дневную сторону утром, для того чтобы получить потом изображение поверхности. Это были совершенно потрясающие результаты: черно-белые и цветные изображения из-под 20-километрового облачного слоя. Американский аппарат «Магеллан», который позже картировал всю поверхность Венеры, использовал эти цвета для окрашивания карты.
Да, советский аппарат на Венере мог работать только пару часов. Но тем не менее многое удалось сделать. С помощью инструментов были получены интересные данные о поверхности и об атмосфере во время посадки.
Я хотела бы, чтобы новое открытие пробудило новый большой интерес к Венере. Там были обнаружены 20 долей на миллиард фосфина. Это много для такого нестабильного газа. На Земле он вырабатывается, как я читала, даже помойками, он очень ядовитый, но при этом очень нестабильный. Фосфин химически активен, поэтому его очень мало. И на Венере он должен был бы разрушаться. А если его так много, то должен быть источник. И самое интересное то, что он обнаружен именно на той высоте, где мы ожидаем бактерии.
На самом деле мы астрофизики и занимаемся Венерой. Тут нужно предоставить слово микробиологам. Но микробиологи, с одной стороны, выразили скепсис, а с другой стороны, они считают, что это очень хорошее и суперполезное открытие, потому что последние годы Венера была незаслуженно забытой планетой. А тут оказалось, что есть парниковый эффект, который разогнался неизвестно когда, раньше этих извержений или после этих извержений... Примерно 2 млн лет назад на Венере был океан, а в океане могла быть жизнь. И новое открытие ничему не противоречит.
То, что происходит на Венере, называется «неконтролируемый парниковый эффект». Растет содержание СO2. На Земле столько же CO2, сколько на Венере, но он сейчас у нас растворен в океане в основном или находится в вечной мерзлоте. Как вы понимаете, вечная мерзлота тает и все это выделяется атмосферу. Будет расти температура в океане — будут таять ледники, из океана будет выделяться углекислый газ в атмосферу, что будет увеличивать парниковый эффект, температура может расти. Поэтому нам очень важно изучать Венеру и понять, как Венера дошла до такой жизни.
Полететь, найти и поймать бактерии!
Основные инструменты при исследовании планет — это спектрометры. Все вещества оставляют свои следы: эти полосы видны в разных спектральных диапазонах. Так как атмосферы планет состоят из молекул газа, то речь идет о молекулярных спектрах. Именно по спектру, по полосам поглощения в спектре определяют количество газа.
Шикарный инструмент есть у НАСА, с огромным разрешением, и поэтому потрясающие результаты получаются даже при наземных наблюдениях. Они меряют самые малые составляющие — так называемые летучие газы, которые очень важны для понимания происхождения атмосфер, точно так же, как изотопный состав, отношение изотопов.
Сейчас мы смотрим старые-старые измерения спектра. Нам нужно поискать полосы в других частях спектра — требуется подтверждение наличия молекул фосфина PH3. Все, что нам остается, — это полететь, найти и поймать эти бактерии.
Вот сейчас у нас планируется миссия «Венера-Д» — совместная с американцами. Но она немного застопорилась. Там планируется американский зонд с переменной высотой плавания, который будет как раз работать в облаках и исследовать с помощью микроскопа микробы, замерять фосфин. Можно еще подумать, какие нужны эксперименты, чтобы доказать, что газ биогенный. Проект «Венера-Д» запланирован на 2029 год. Но, может быть, кто-то полетит и раньше.
«Венера-Д» — сложный серьезный проект, у него много задач. Например, в состав входят американские долгоживущие станции, которые будут в течение двух месяцев изучать поверхность, как она себя ведет. Понимаете, при таком давлении, при такой температуре там газы находятся в так называемом сверхкритическом состоянии — свинец при таких условиях плавится. То есть это состояние, близкое к жидкости. Поэтому очень важно мерить сейсмическую активность. Считается, что гигантские извержения связаны с тем, что у Венеры всего одна плита. Тектоника плит на Земле вызывает землетрясения. А на Венере одна плита, поэтому у нее один способ освободиться от внутреннего тепла — вулканы.
Полоса обитаемости вблизи Солнца
Идея поиска фосфина идет от экзопланет, потому что это рассматривается как биомаркер для экзопланет. Таким образом ищутся обитаемые — в смысле микрожизни — планеты.
Сейчас очень популярна тема поиска жизни. Считается, что она может быть на Титане (спутнике Сатурна), а может быть на Энцеладе (спутнике Сатурна) и на Европе (спутнике Юпитера). Оба они покрыты толстым слоем льда — под этим льдом есть вода, и там может быть жизнь. Там регулярно наблюдаются гейзеры, которые вырываются до огромной высоты, а значит, там может быть достаточно высокая температура.
Жизнь могла возникнуть на Венере раньше, чем на Земле. Потому что молодое Солнце имело температуру сильно ниже. Когда образовались планеты, светимость была ниже процентов на 30. И Венера была в так называемой зоне обитаемости, а Земля еще не была. Поэтому на Венере могла возникнуть жизнь раньше, чем на Земле. И тогда нужно говорить, что жизнь, скорее всего, с Венеры была принесена на Землю. Но это, конечно, гипотеза.
Я недавно где-то прочла интересную идею про то, что нам нужно постоянно готовиться... С помощью комет раз в 10 000 лет сдвигать Землю, и, когда Солнце через миллиард лет будет расширяться, мы уже окажемся в безопасной зоне. Но это, конечно, из области фантастики.
Раньше я об этом не думала. А сейчас считаю, что обнаружение жизни реально. Надеюсь, мы найдем микрожизнь на какой-нибудь планете — хорошо, если на Венере.
Интересуетесь темой? Читайте интервью с Вячеславом Авдеевым — сотрудником Астрокосмического центра Физического института Академии наук, ведущим YouTube-канала «Улица Шкловского».
