В журнале Astrobiology вышла новая работа, посвященная проблеме ультрафиолетового поглотителя на Венере — неизвестного явления в облаках планеты, видимого только в УФ-спектре и поглощающего около 50 процентов солнечного излучения. Ученые уже много лет пытаются понять его природу, но успеха пока не достигли. Группа астробиологов из США, Индии и Польши выдвинула гипотезу, согласно которой неизвестным компонентом атмосферы могут быть микроорганизмы. Мы решили разобраться, насколько серьезно стоит относиться к этому, кстати, далеко не новому, предположению.

Венера, несмотря на свою близость к Земле, довольно сильно от нее отличается. Условия на планете крайне неблагоприятны для существования жизни, что во многом обусловлено парниковым эффектом: температура у поверхности Венеры доходит до 462 градусов Цельсия, а давление превышает земное в 92,1 раза. Единственное место, где окружающая среда не настолько сурова — верхние слои атмосферы Венеры (на высоте 48–50 километров над поверхностью планеты). Там уже не настолько жарко — «всего» около 60 градусов Цельсия, и давление намного меньше — приблизительно 1 атмосфера.

Исследование Венеры с помощью космических аппаратов началось еще в середине 1960-х годов, в настоящее время на орбите планеты находится японский зонд «Акацуки», который уже собрал огромное количество ценных сведений о небесном теле. В частности, «Акацуки» изучил загадочные переменчивые пятна в атмосфере «утренней звезды». В видимом спектре планета выглядит однородным желтовато-оранжевым диском, однако в ультрафиолете на ней наблюдаются «пятна» — участки заметного, вплоть до 30 процентов, снижения яркости. За них отвечает неизвестный поглотитель, природа которого остается неизвестной, хотя открыт он был еще 45 лет назад.

Астрономы выдвигали разные гипотезы относительно того, что может быть причиной появления пятен. Одни исследователи связывают их с присутствием в атмосфере хлорида железа и оксида и диоксида серы, в то время как другие говорят о возможном наличии жизни. Астробиологи под руководством Санджая Лимая (Sanjay S. Limaye) опубликовали статью, в которой обсуждают вероятность существования в газовой оболочке Венеры микроорганизмов.

По мнению авторов исследования, грант на которое выделило NASA, отвергать возможность присутствия жизни в облаках Венеры нельзя. Однако для того, чтобы живые организмы могла стабильно существовать на высоте 50 километров, требуется соблюдение многих условий. Это не только подходящая температура и давление, но и, например, защита от губительной радиации Солнца или наличие достаточного количества воды.

Астробиологи утверждают, что верхние слои венерианской атмосферы получают примерно столько же ультрафиолетового излучения, сколько и наша планета в архее, то есть 4–2,5 миллиарда лет назад. Считается, что на Земле тогда уже существовала жизнь на основе фотосинтеза. С водой ситуация сложнее — ее на Венере крайне мало, в среднем от 40 до 200 миллионных долей. Однако ученые утверждают, что «высушивания в атмосфере можно избежать благодаря гигроскопичности серной кислоты, которая, вероятно, даст капли или аэрозоли, содержащие жидкую воду».

«Воды на Венере мало, это десятки миллионных долей, но ее достаточно для того, чтобы образовывать облака. Это, конечно, не чистое вещество, в большей степени раствор серной кислоты, причем достаточно сильный, но некоторые организмы могут вполне быть резистентны к этому», — комментирует заявление авторов статьи Александр Родин, заведующий лабораторией прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ.

Пробы, собранные с поверхности МКС в 2010–2016 годы, показали, что микроорганизмы действительно могут существовать даже на высоте 400 километров над Землей. В частности, ученые нашли в пробах жизнеспособные споры и фрагменты ДНК микроорганизмов, устойчивые к неблагоприятным факторам космоса. Открытие стало еще одним аргументом в пользу биологической природы темных пятен Венеры. Согласно расчетам Лимая и его коллег, в нижнем слое облаков планеты, который назван самым благоприятным, на кубометр атмосферы может содержаться около 44 миллиграммов биомассы, а размер отдельных «частиц» может доходить до 8 микрометров. Это допускает существование как отдельных организмов, так и небольших сообществ.

В своих рассуждениях астробиологи в основном опираются на спектр темных пятен. Они пишут: «Наблюдаемые контрасты на 270, 283, 365, 410 и 430 нанометрах интригующе похожи на абсорбционные свойства наземных биологических молекул». В качестве примера авторы работы приводят нуклеиновые кислоты и белки, а еще бактерии Escherichia coli и Acidithiobacillus ferrooxidans — последние питаются углекислым газом и используют его для окисления серы. В венерианской атмосфере действительно достаточно углекислого газа, который мог бы служить пищей микроорганизмам, но утверждать, что Лимай и его команда обнаружили «спектроскопический след жизни», все-таки нельзя.

«Спектр можно соотнести с разными объектами, в том числе и с жизнью, но прямых аргументов в пользу этого предположения нет. Утверждать, что мы нашли следы жизни на Венере, ни в коем случае нельзя, это будет антинаучно. В работе перечисляются варианты, которые не противоречат имеющемуся набору данных», — отмечает астрофизик Анатолий Засов, доктор физико-математических наук, профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии физического факультета МГУ, заведующий отделом Внегалактической астрономии ГАИШ МГУ.

«Следует понимать, что это ультрафиолет, все детали там широкие, размазанные, и они малоинформативны. Их нельзя однозначно с чем-то отождествлять. Чтобы объяснить происхождение этих пятен, было предложено много гипотез, в том числе и такая экзотическая. Однозначно отвергнуть предположение о возможности существования жизни в облаках Венеры нельзя — там вполне «человеческие» условия, нормальные температура и давление. Много серы, но это не страшно: некоторые микроорганизмы вполне себе живут в похожих условиях. Опубликованная учеными статья — это скорее некий обзор, нельзя говорить о том, что кто-то открыл свидетельства наличия жизни», — комментирует Засов.

Если все-таки какие-то формы жизни и существуют на высоте 40 километров, то они должны быстро размножаться, чтобы поддерживать стабильность популяции. Земные бактерии попадают в воздух с Земли и рано или поздно на нее осядут. Астробиологи предполагают, что в прошлом Венера могла быть обитаема, а затем жизнь могла мигрировать наверх и адаптироваться. Эксперименты с аэростатными атмосферными зондами «Вега-1» и «Вега-2», запущенными в 1984 и 1986 годах, показали, что на высоте 50–60 километров от поверхности Венеры атмосферные потоки могут заставить объекты подниматься и спускаться на 1-2 метра в секунду. С другой стороны, частицы, из которых состоят облака планеты, могут находиться в воздухе по 2-3 месяца, что вполне достаточно для цикла воспроизводства бактерий. Впрочем, следует помнить, что движение потоков сильно зависит от ландшафта венерианской поверхности.

«Аэрозоли могут циркулировать там, где образуются внешние слои. Известно, что в земной атмосфере много микрометеоритной пыли, попавшей туда из космоса, и, конечно, некоторая часть выпадает на поверхность, но часть продолжает циркулировать. В этом смысле, если организовать какой-то метаболизм, какой-то обмен, то почему бы бактериям, собственно говоря, там не существовать? Если скорость их репродукции будет выше скорости падения на поверхность Венеры, где они наверняка погибнут», — рассуждает Родин.

Лимай и коллеги надеются, что их статья вновь привлечет внимание NASA и «Роскосмоса» к проекту миссии «Венера-Д». К разработке долгоживущей космической станции, способной провести на поверхности Венеры более месяца, «Роскосмос» приступил еще в 2006 году; старт миссии был запланирован на 2015 год. Однако сроки реализации проекта несколько раз переносились. В 2017 году стало известно, что вместе со станцией к Венере могут отправится и зонды для изучения венерианских облаков. Однако работы над «Венерой-Д» не были включены в Федеральную космическую программу до 2025 года.