В сентябре группа астрономов из Соединенного Королевства объявила, что они обнаружили химический фосфин в густых облаках Венеры. Сообщение группы об обнаружении, основанное на наблюдениях двумя земными радиотелескопами, удивило многих экспертов по Венере. Атмосфера Земли содержит небольшое количество фосфина, который может вырабатываться жизнью. Фосфин на Венере вызвал слухи о том, что планета, часто кратко рекламируемая как "адский пейзаж", могла каким-то образом укрывать жизнь в своих кислых облаках.
После этого первоначального заявления другие научные группы поставили под сомнение надежность обнаружения фосфина. Теперь группа исследователей из Вашингтонского университета использовала надежную модель условий в атмосфере Венеры, чтобы пересмотреть и всесторонне переосмыслить наблюдения радиотелескопа, лежащие в основе первоначального заявления о фосфине. Как они сообщают в статье, принятой в Astrophysical Journal, группа под руководством Великобритании, вероятно, вообще не обнаружила фосфин.
Вместо фосфина в облаках Венеры данные согласуются с альтернативной гипотезой: они обнаружили двуокись серы. Диоксид серы — третье по распространенности химическое соединение в атмосфере Венеры, и это не считается признаком жизни.
В состав команды, стоящей за новым исследованием, также входят ученые Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнийском технологическом институте, Центра космических полетов имени Годдарда NASA, Технологического института Джорджии, Исследовательского центра NASA Эймса и Калифорнийского университета в Риверсайде.
Команда под руководством UW показывает, что диоксид серы на уровнях, приемлемых для Венеры, может не только объяснить наблюдения, но и более согласуется с тем, что астрономы знают об атмосфере планеты и ее суровой химической среде, которая включает облака серной кислоты. Кроме того, исследователи показывают, что исходный сигнал возник не в облачном слое планеты, а намного выше него, в верхнем слое атмосферы Венеры, где молекулы фосфина будут разрушены за секунды. Это еще больше подтверждает гипотезу о том, что сигнал был вызван диоксидом серы.
И предполагаемый сигнал фосфина, и эта новая интерпретация центра данных по радиоастрономии. Каждое химическое соединение поглощает уникальные длины волн электромагнитного спектра, включая радиоволны, рентгеновские лучи и видимый свет. Астрономы используют радиоволны, свет и другие излучения планет, чтобы узнать об их химическом составе, помимо других свойств.
В 2017 году с помощью телескопа Джеймса Клерка Максвелла или JCMT команда под руководством Великобритании обнаружила особенность в радиоизлучении Венеры на частоте 266,94 гигагерц. И фосфин, и диоксид серы поглощают радиоволны около этой частоты. Чтобы провести различие между ними, в 2019 году одна и та же команда провела последующие наблюдения Венеры с помощью Атакамского большого миллиметрового/субмиллиметрового массива или ALMA . Их анализ наблюдений ALMA на частотах, где поглощает только диоксид серы, привел команду к выводу, что уровни диоксида серы на Венере были слишком низкими, чтобы учесть сигнал на 266,94 гигагерц, и что вместо этого он должен исходить от фосфина.
В этом новом исследовании, проведенном группой под руководством UW, исследователи начали с моделирования условий в атмосфере Венеры и использовали это в качестве основы для всесторонней интерпретации функций, которые были замечены, и не замечены, в наборах данных JCMT и ALMA.
Команда использовала эту модель для моделирования сигналов фосфина и диоксида серы для разных уровней атмосферы Венеры и того, как эти сигналы будут улавливаться JCMT и ALMA в их конфигурациях 2017 и 2019 годов. Судя по форме сигнала 266,94 гигагерц, полученного JCMT, поглощение происходило не из облачного слоя Венеры, сообщает команда. Вместо этого большая часть наблюдаемого сигнала исходила на высоте 50 или более миль над поверхностью в мезосфере Венеры. На такой высоте агрессивные химические вещества и ультрафиолетовое излучение разорвут молекулы фосфина за секунды.
Исследователи также обнаружили, что данные ALMA, вероятно, значительно занижают количество диоксида серы в атмосфере Венеры, наблюдение, которое команда под руководством Великобритании использовала, чтобы утверждать, что большая часть сигнала 266,94 гигагерц была от фосфина.
Благодаря тому, что научные группы по всему миру следят за новыми наблюдениями за окутанным облаками соседом Земли, это новое исследование дает альтернативное объяснение заявлению о том, что что-то геологически, химически или биологически должно генерировать фосфин в облаках. Но хотя этот сигнал, кажется, имеет более простое объяснение — с токсичной атмосферой, сокрушающим давлением и некоторыми из самых высоких температур нашей Солнечной системы за пределами Солнца - Венера остается миром загадок, и нам еще многое предстоит изучить.