|
Признаки жизни на Венере поставлены под сомнение
|
|
|
|
Коричневые карлики: слишком малы, чтобы быть звездами, и слишком велики, чтобы быть планетами. Обнаруженные только в 1990-х годах, эти промежуточные космические объекты недостаточно велики, чтобы гореть так же жарко и ярко, как настоящие звезды, вместо этого они обычно излучают теплое тусклое свечение.
|
|
|
|
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, группа астрономов сообщает об обнаружении удивительного вещества в коричневом карлике, известном как Wolf 1130C: химического вещества под названием фосфин, которое было предметом противоречивых заявлений о наличии жизни на Венере.
|
|
|
|
Однако присутствие фосфина в турбулентной и негостеприимной атмосфере коричневого карлика показывает, что наше понимание жизненного цикла этой маленькой, простой молекулы является неполным — и ставит под сомнение идею о том, что ее можно рассматривать как "биосигнатуру" инопланетной жизни.
|
|
Что такое коричневые карлики?
|
|
|
|
Как и настоящие звезды, коричневые карлики образуются из сжимающихся газовых облаков в космосе. Газ нагревается при падении внутрь, но в коричневом карлике он никогда не нагревается настолько, чтобы вызвать синтез водорода в гелий, который питает звезды.
|
|
|
|
|
|
|
Но пока газовое облако по меньшей мере в 13 раз тяжелее Юпитера, оно будет нагреваться настолько, что сможет выделять немного более тяжелый вид водорода, называемый дейтерием. С астрофизической точки зрения, этот термоядерный синтез закончится довольно быстро, примерно через 1-100 миллионов лет.
|
|
|
|
Однако гравитационный коллапс и термоядерный синтез создают огромное количество тепла в ядре коричневого карлика. Это создает конвекционную петлю: газ вблизи ядра нагревается и поднимается вверх, передавая тепло на верхние уровни, прежде чем остыть и опуститься обратно.
|
|
|
|
Температура коричневых карликов намного холоднее, чем у звезд. Температура поверхности самых молодых и крупных из них может достигать 2000°C, но температура самых холодных из них близка к комнатной.
|
|
|
|
Как только тепло от ядра достигает поверхностных слоев коричневого карлика, оно излучается в космос в основном в виде фотонов инфракрасного света.
|
|
|
|
Инфракрасные волны трудно наблюдать с помощью наземных телескопов, но космические телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), обеспечивают лучший обзор. Это позволяет нам лучше рассмотреть коричневых карликов.
|
|
Что происходит с фосфином?
|
|
|
|
В коричневых карликах происходят интересные химические реакции и процессы, которых нет в горячих звездах.
|
|
|
|
На близлежащих коричневых карликах JWST может наблюдать за результатами этих химических процессов. Для этого он ищет "штрих-коды" каждой молекулы, специфические узоры из темных линий в спектре света, излучаемого коричневым карликом.
|
|
|
|
Фосфин - простая молекула, состоящая из одного атома фосфора и трех атомов водорода.
|
|
|
|
В 2020 году некоторые ученые предположили, что они обнаружили его спектральный признак в атмосфере Венеры. Условия на Венере означают, что фосфин там должен разрушаться довольно быстро, поэтому его обнаружение означало бы, что кто-то производит много фосфина.
|
|
|
|
На Земле фосфин присутствует только благодаря жизни, и поэтому фосфин широко изучался как потенциальный признак жизни. Таким образом, потенциальное обнаружение на Венере было захватывающим событием.
|
|
|
|
Но загляните под заголовки, и вы увидите, что все гораздо сложнее. Фосфин содержится в атмосферах Юпитера и Сатурна, и никто не предполагает, что в облаках этих планет существует жизнь.
|
|
|
|
Причина в том, что мы понимаем, как фосфин может образовываться и сохраняться в нижних слоях атмосферы этих планет. Затем он поднимается к поверхности, где быстро разрушается, но не раньше, чем мы увидим его спектральную характеристику.
|
|
|
|
А как насчет фосфина в коричневых карликах?
|
|
|
|
Что происходит с фосфином в более горячих или крупных системах, таких как коричневые карлики и горячие экзопланеты Юпитера?
|
|
|
|
Согласно некоторым моделям, мы должны увидеть здесь значительное количество фосфина. Но более ранние наблюдения JWST, в ходе которых были изучены 23 коричневых карлика с температурой от 100°C до 700°C, не выявили фосфина.
|
|
|
|
Тем не менее, недавнее наблюдение фосфина на коричневом карлике Wolf 1130C (температура приблизительно 320°C) очень хорошо согласуется с моделями. Почему?
|
|
|
|
Исследователи, стоящие за новым исследованием, пока не уверены. По их предположению, это может быть как-то связано с тем, что Wolf 1130C устарел и содержит низкую концентрацию металлов.
|
|
|
|
На данном этапе они приходят к простому выводу: не существует последовательной модели, которая объясняла бы количество фосфина, которое мы видим в атмосферах Юпитера, Сатурна, Wolf 1130C, других коричневых карликов и газовых гигантов-экзопланет. Без лучшего понимания использование фосфина в качестве биосигнала вызывает сомнения.
|
|
|
|
Так что, возможно, на Венере все-таки был фосфин, но причиной его появления была неизвестная химия или физика, а не биология. Гипотеза о внеземной жизни остается последней надеждой.
|
|
|
|
Источник
|
