Sciencemag.cz
Doporučujeme
Mezinárodní tým astronomů oznámil objev vzácné molekuly – fosfanu – v oblacích planety Venuše. Na Zemi tento plyn vzniká ve větším množství pouze průmyslově nebo činností mikroorganismů žijících v prostředí bez kyslíku. Vědci po desetiletí spekulují o tom, že horní patra oblačnosti na planetě Venuši by mohla poskytovat domov mikroorganismům volně poletujícím vysoko nad rozpáleným povrchem – ovšem za cenu tolerance k vysoké kyselosti okolního prostředí. Detekce fosfanu by mohla ukazovat na přítomnost takového mimozemského atmosférického života.
„Když jsme uviděli náznak přítomnosti fosfanu ve spektru Venuše, byl to pro nás šok“, říká vedoucí týmu Jane Greaves (Cardiff University, UK), která si jako první povšimla nenápadné spektrální čáry zaznamenané při pozorováních provedených pomocí teleskopu JCMT (James Clerk Maxwell Telescope, provozuje East Asian Observatory, Havaj). Potvrzení tohoto objevu však vyžadovalo použití ještě citlivějšího zařízení – pětačtyřiceti antén radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Chile, jehož evropským partnerem je ESO. Obě pozorování Venuše byla provedena na vlnové délce elektromagnetického záření asi 1 mm, tedy mnohem delší, než má viditelné světlo, na které je citlivé lidské oko. Z povrchu Země je možné toto záření efektivně pozorovat pouze teleskopy umístěnými ve vysoké nadmořské výšce.
Mezinárodní tým, který je složen z vědců ze Spojeného království, Spojených států a Japonska, odhaduje, že fosfan (phosphine, plyn složený z vodíku a fosforu) se v oblacích Venuše vyskytuje v malých koncentracích – pouze asi 20 molekul z miliardy. Vědci na základě svých dat provedli výpočty, aby zjistili, zda pozorované množství fosfanu může pocházet z přirozených nebiologických procesů probíhajících na planetě. Uvážili řadu možností včetně vlivu slunečního záření, minerálů vyzdvižených prouděním z povrchu, vulkanické činnosti nebo blesků, ale žádný ze zkoumaných procesů nedokáže ani zdaleka produkovat fosfan v požadovaném objemu. Ukázalo se, že známé nebiologické zdroje jsou schopné dodat nanejvýš jednu desetitisícinu pozorovaného množství.
Jak uvádějí členové vědeckého týmu, aby pozemské organismy vytvořily množství fosfanu, jaké na Venuši pozorujeme, stačilo by, aby pracovaly asi jen na 10 % své maximální produktivity. Je známo, že bakterie na Zemi tento plyn produkují: z minerálů nebo biologického materiálu přijímají fosforečnany (fosfáty) i vodík a nakonec vylučují fosfan. Jakékoliv organismy na Venuši by se pravděpodobně značně odlišovaly od svých příbuzných na Zemi, ale stejně jako na naší planetě by i na Venuši mohly být producentem fosfanu přítomného v atmosféře.
Jakkoli se objev fosfanu v oblacích Venuše může zdát překvapivý, vědci jsou si svým pozorováním jisti. „Velmi se nám ulevilo, ale podmínky na stanovišti ALMA v době, kdy byla Venuše ve vhodné pozici vzhledem k Zemi, byly pro následná pozorování velmi dobré. Zpracování dat však bylo poněkud obtížné. ALMA totiž obvykle nepozoruje jemné efekty u velmi jasných zdrojů, jakým je Venuše“, popisuje členka týmu Anita Richards (UK ALMA Regional Centre a University of Manchester). „Nakonec jsme zjistili, že obě observatoře skutečně zaznamenaly totéž – slabou absorpční čáru na správné vlnové délce příslušící fosfanu. Molekuly jsou osvětlovány zespoda teplejšími oblaky ležícími níže,“ dodává Jane Greaves, vedoucí studie publikované v prestižním vědeckém časopise Nature Astronomy.
Další členka týmu Clara Sousa Silva (Massachusetts Institute of Technology, USA) zkoumala plyn fosfan jako „biosignaturu“ organismů nevyužívajících kyslík na exoplanetách, protože běžné chemické procesy ho produkují v tak nepatrném množství. K objevu doplňuje: „Nalezení fosfanu na Venuši, to byl nečekaný bonus. S objevem vyvstává řada otázek, především, jak by tam mohly nějaké organismy přežít. Na Zemi mohou někteří mikrobi snést asi až 5% kyseliny v okolním prostředí, ale oblaky na Venuši tvoří prakticky pouze kyselina.“
Členové týmu se domnívají, že jejich objev je skutečně významný, protože jsou schopni vyloučit řadu alternativních způsobů tvorby fosfanu. Na druhou stranu uznávají, že potvrzení přítomnosti „života“ vyžaduje mnoho další práce. Ačkoliv teplota ve vysokých vrstvách oblačnosti Venuše se pohybuje kolem příjemných 30 °C, jedná se o neuvěřitelně kyselé prostředí – oblaka tvoří z 90 % kyselina sírová, což představuje vážný problém pro jakýkoliv mikroorganismus, který by zde chtěl přežít.
Leonardo Testi, astronom ESO a manažer operací evropské části projektu ALMA (na této studii se nepodílel) objev komentuje: „Nebiologická produkce fosfanu na Venuši je na základě našeho současného chápání fosfanové chemie v atmosférách kamenných planet v podstatě vyloučena. Potvrzení existence života v atmosféře Venuše by však byl opravdový průlom v astrobiologii. Proto je nezbytné prověřit tento vzrušující výsledek teoreticky i pozorováním a vyloučit možnost, že fosfan může mít na kamenných planetách i odlišný chemický původ, než je tomu na Zemi.“
Další pozorování Venuše i kamenných exoplanet mimo Sluneční soustavu, také pomocí budoucího obřího dalekohledu ELT (Extremely Large Telescope), by mohla pomoci najít odpověď na otázku, jak zde může fosfan vznikat, a přispět tak ke hledání známek života mimo planetu Zemi.
Další informace
Výzkum byl prezentován v článku “Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus”, který byl zveřejněn v prestižním vědeckém časopise Nature Astronomy.
tisková zpráva Evropské jižní observatoře 2020/15
Viz také: Fosfan v atmosféře Venuše opět vyvolal spekulace o místním životě
