Несколько недель назад ученые объявили об удивительном открытии — в атмосфере Венеры найден фосфин. Это вполне обычное соединение фосфора и водорода интересно тем, что может быть связано с жизнью. В то время, как разрабатываются способы проверить это открытие с помощью наблюдений с Земли или даже зондов, чьи первоначальные миссии никак не были связаны с Венерой, архивные данные старой миссии НАСА, возможно, скрывали столь желанную информацию на виду — с потенциально еще большим количеством открытий.
Многие эксперты считают, что наилучшая возможность найти венерианский фосфин — это использовать атмосферные зонды, которые могут непосредственно «унюхать» газ. Более того, такие миссии не являются футуристическими полетами фантазии — они, по сути, запускались и раньше: можно вспомнить длинную серию советских космических аппаратов «Венера» и аэростатов «Вега», а также космический корабль НАСА Pioneer Venus Multiprobe, в ходе миссии которого в атмосферу планеты были сброшены четыре зонда в декабре 1978 года.
На самом большом из зондов «Пионера» находился прибор под названием Большой нейтральный масс-спектрометр (LNMS), который искал газы в атмосфере Венеры, а ученые миссии сосредоточили свое внимание на таких молекулах, как диоксид углерода, диоксид серы и аргон, которых там было много. Однако, еще раз взглянув на полученные 40 лет назад данные, Ракеш Могул, профессор биологической химии Калифорнийского государственного политехнического университета в Помоне, утверждает, что ученые, участвовавшие в миссии, недооценили свой прибор, который, возможно, обнаружил следовые количества других молекул, в том числе, что интересно, фосфин.
Данные с «Пионера» показывают достаточно большие концентрации фосфиноподобных веществ (PH3).
«Нам удалось извлечь некоторые данные из литературы примерно 40-летней давности», — говорит Могул, команда которого недавно разместила свои результаты на сервере предварительных статей arXiv.org. «И мы думаем, что нашли там некоторые интересные вещи. Мы считаем, что данные свидетельствуют о наличии фосфина».
Такие инструменты, как LNMS, идентифицируют молекулы, измеряя их скорость при столкновении с детектором, что позволяет рассчитать их массу. Могул подозревает, что при первоначальном анализе данных LNMS, проведенном в 1980-х годах, ученые отдали приоритет тем молекулам, которые, как считалось, уже существуют в атмосфере Венеры. «Их интересовали объемные свойства атмосферы и то, как эти свойства меняются с высотой», — говорит он.
Однако чувствительности LNMS хватало для обнаружения большего числа молекул, чем предполагалось ранее, включая фосфин. «Ученые в то время не искали [эти молекулы], потому что они думали, что не существует способа, благодаря которому они могли присутствовать в атмосфере», — говорит Могул. В данных LNMS можно легко упустить из виду малозаметные доказательства присутствия редких молекул, особенно если не проводить целенаправленный поиск. Потребовалось ошеломляющее заявление — и больше 40 лет — чтобы понять, что, возможно, нужные для проверки открытия данные все время были рядом.
Если такая интерпретация Могулом результатов «Пионера» верна, то это, как отмечает Соуза-Сильва, будет захватывающе быстрая проверка обнаружения фосфина ее командой. К тому же подтверждение также предполагает, что соединение присутствует в атмосфере Венеры по крайней мере четыре десятилетия, а это означает, что должен существовать какой-то процесс, который восполняет его, будь он биологический или нет. Другими словами, это будет означать, что недавно обнаруженный фосфин «был не просто одним странным событием, которое нам удалось поймать», — говорит она.
Но, разумеется, не все согласны с утверждениями Могула. Ученый-планетолог Михаил Золотов из Университета штата Аризона утверждает, что данные с 40-летнего зонда едва ли являются достаточно точными, чтобы надежно обнаружить фосфин вместо, например, более простой смеси богатых фосфором газов и сероводорода. Кроме того, по его словами, если LNMS действительно обнаружил фосфин, то его концентрация в атмосфере должна быть существенно выше, чем обнаружила команда Соузы-Сильвы — настолько выше, что никак не будет согласоваться с недавним открытием. Если Могул и его коллеги правильно интерпретировали данные «Пионера», говорит Золотов, «нам следует ожидать гораздо более высокой концентрации фосфина, чем измеренная астрономами, что очень удивительно».
Художественное изображение спуска зонда с LNMS в атмосфере Венеры.
Пока Могол и его коллеги смогли получить доступ только к отрывку информации из миссии, соответствующую высотам от 50 до 60 километров над Венерой. Однако на самом деле зонд собирал данные с высоты 90 километров вплоть до поверхности планеты. И, если проанализировав все данные, получится обнаружить присутствие фосфина, можно будет также говорить о распределении этого газа в атмосфере — потенциально жизненно важный ключ к выяснению его происхождения. К сожалению, хотя физическая копия данных с «Пионера» сохранилась и находится в Скоординированном архиве данных космической науки НАСА (NSSDCA) в Центре космических полетов имени Годдарда, доступ к архиву в настоящее время ограничен из-за пандемии коронавируса.
«У нас действительно есть данные этого эксперимента, [но], к сожалению, большая их часть заархивирована на пленке и в настоящий момент труднодоступна», — говорит Дэвид Уильямс, исполняющий обязанности главы NSSDCA. «В настоящее время мы пытаемся получить разрешение для одного из наших сотрудников на оцифровку нужной пленки. Если повезет, мы сможем начать работу на этой неделе».
Могут оказаться полезными и другие архивные данные. Соуза-Сильва в настоящее время просматривает прошлые наблюдения за Венерой с помощью старых инфракрасных телескопов в поисках дополнительных пропущенных свидетельств фосфина. А Санджай Лимай из Университета Висконсина в Мэдисоне, который является соавтором предварительной статьи Могула, говорит, что данные советских зондов «Венера», которые вряд ли были достаточно чувствительными для обнаружения фосфина, все еще могут содержать доказательства наличия атомарного фосфора в атмосфере планеты, который также может намекнуть на присутствие там молекулярного фосфина. Однако он отмечает, что местонахождение большей части этих данных неизвестно. Тем не менее, по словам Лимай, «у кого-то, вероятно, есть записи».
В скором времени несколько космических аппаратов пролетят мимо Венеры: это европейско-японский космический корабль BepiColombo, солнечный зонд НАСА «Паркер» и европейский Solar Orbiter. И некоторые из них потенциально могут попробовать поискать там фосфин. Но, возможно, неопровержимые свидетельства на самом деле будут получены из земных архивов прошлых миссий, где они ожидали признания почти полвека. «Если эти данные подтвердятся, то [фосфин] существует [на Венере] как минимум в течение 40 лет», — говорит Могул. «И это говорит нам о необычных процессах на этой планете». Так что ученым, возможно, скоро придется отвечать на вопрос — что же все-таки происходит в бурных облаках Венеры?
