V atmosfére Venuše bol objavený fosfán - ide o možné stopy života?

Medzinárodný tím astronómov oznámil objav vzácnej molekuly – fosfánu (zlúčenina fosforu a vodíka, vzorec PH₃) – v oblakoch planéty Venuše. Na Zemi tento plyn vzniká vo väčšom množstve len pri priemyselnej činnosti, alebo činnosti mikroorganizmov žijúcich v prostredí bez kyslíka. Vedci po desaťročia špekulujú o tom, že horné vrstvy oblačnosti na Venuši by mohli poskytovať domov mikroorganizmom voľne poletujúcim vysoko nad rozpáleným povrchom – avšak za cenu tolerancie k vysokej kyslosti okolitého prostredia.

Detekcia fosfánu by mohla poukazovať na prítomnosť mimozemského atmosférického života. „Keď sme videli náznak prítomnosti fosfánu v spektre Venuše, bol to pre nás šok“, hovorí vedúca tímu Jane Greaves (Cardiff University, Veľká Británia), ktorá si ako prvá všimla nenápadnú spektrálnu čiaru zaznamenanú pri pozorovaniach vykonaných pomocou teleskopu JCMT (James Clerk Maxwell Telescope, prevádzkuje ho East Asian Observatory, Havaj). Potvrdenie tohto objavu však vyžadovalo použitie ešte citlivejšieho zariadenia – 45 antén rádioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Čile, ktorého európskym partnerom je ESO (Európske južné observatórium). Obidve pozorovania Venuše boli urobené na vlnovej dĺžke asi 1 mm, teda oveľa dlhšej, než má viditeľné svetlo, na ktoré je citlivé ľudské oko. Z povrchu Zeme je možné toto žiarenie efektívne pozorovať len ďalekohľadmi umiestnenými vo veľkej nadmorskej výške. Medzinárodní tím, ktorý je zložený z vedcov z Veľkej Británie, USA a Japonska odhaduje, že fosfán sa v oblakoch Venuše vyskytuje v malých koncentráciách – len  asi 20 molekúl z miliardy. Vedci na základe svojich údajov spravili výpočty, aby zistili, či pozorované množstvo fosfánu môže pochádzať z prirodzených nebiologických procesov prebiehajúcich na planéte. Zvážili viacero možností vrátane vplyvu slnečného žiarenia, minerálov vyzdvihnutých prúdením z povrchu, vulkanickej činnosti alebo bleskov, ale žiadny zo skúmaných procesov nedokáže ani zďaleka produkovať fosfán v požadovanom objeme.

Ukázalo sa, že známe nebiologické zdroje sú schopné dodať nanajvýš jednu desaťtisícinu pozorovaného množstva. Ako uvádzajú členovia vedeckého tímu, aby pozemské organizmy vytvorili množstvo fosfánu, aké na Venuši pozorujeme, stačilo by, aby pracovali asi len na 10 % svojej maximálnej produktivity. Je známe, že baktérie na Zemi tento plyn produkujú: z minerálov alebo biologického materiálu prijímajú fosforečnany aj vodík a nakoniec vylučujú fosfán. Akékoľvek organizmy  na Venuši by sa pravdepodobne veľmi odlišovali od svojich príbuzných na Zemi, ale rovnako ako na našej planéte by aj na Venuši mohli byť producentom fosfánu prítomného v atmosfére. Akokoľvek sa objav fosfánu v oblakoch Venuše môže zdať prekvapivý, vedci si sú svojim pozorovaním istí. „Veľmi sa nám uľavilo, ale podmienky na stanovišti ALMA  v čase, kedy bola Venuša vo vhodnej pozícii vzhľadom k Zemi, boli pre ďalšie pozorovania veľmi dobré. Spracovanie dát však bolo dosť náročné. ALMA totiž zvyčajne nepozoruje jemné efekty u veľmi jasných zdrojov, akým je Venuša“,popisuje členka tímu Anita Richards (UK ALMA Regional Centre a University of Manchester, Veľká Británia). „Nakoniec sme zistili, že obidve observatóriá skutočne zaznamenali to isté – slabú absorpčnú  čiaru na správnej vlnovej dĺžke prislúchajúcu fosfánu. Molekuly sú osvetľované zospodu teplejšími oblakmi ležiacimi nižšie,“ dodáva Jane Greaves, vedúci štúdie publikovanej v prestížnom vedeckom časopise Nature Astronomy. Ďalšia členka tímu Clara Sousa Silva (Massachusetts Institute of Technology, USA) skúmala plyn fosfán ako "biosignatúru" organizmov nevyužívajúcich kyslík na exoplanétach, pretože bežné chemické procesy ho produkujú v nepatrnom množstve. K objavu dopĺňa: „Objav fosfánu na Venuši, to bol nečakaný bonus. S objavom vyvstáva množstvo otázok, predovšetkým, ako by tam mohli nejaké organizmy prežiť. Na Zemi môžu niektoré mikróby vydržať asi až 5% koncentráciu kyseliny sírovej v okolitom prostredí, ale oblaky na Venuši tvorí prakticky práve len táto kyselina.“

Členovia tímu sa domnievajú, že ich objav je skutočne významný, pretože sú schopní vylúčiť celý rad alternatívnych spôsobov tvorby fosfánu. Na druhú stranu uznávajú, že potvrdenie prítomnosti „života" vyžaduje veľa ďalšej práce. Hoci teplota vo vysokých vrstvách oblačnosti Venuše sa pohybuje okolo príjemných 30°C, ide o neuveriteľne  kyslé prostredie – oblaky tvorí z 90 % kyselina sírová, čo predstavuje vážny problém pre akýkoľvek mikroorganizmus, ktorý by tu chcel prežiť. Leonardo Testi, astronóm ESO a manažér operácií európskej časti projektu ALMA (na tejto štúdii sa nepodieľal) objav komentuje: „Nebiologická produkcia fosfánu na Venuši je na základe nášho súčasného chápania fosfánovej chémie v atmosférach kamenných planét v podstate vylúčená. Potvrdenie existencie života v atmosfére Venuše by však bol naozajstný prelom v astrobiológii. Preto je nevyhnutné preveriť tento vzrušujúci výsledok teoreticky aj pozorovaním a vylúčiť možnosť, že fosfán môže mať na kamenných planétach odlišný chemický pôvod než na Zemi.“ Ďalšie pozorovania Venuše a kamenných exoplanét mimo slnečnej sústavy, a to aj pomocou budúceho obrieho ďalekohľadu ELT (Extremely Large Telescope), by mohli pomôcť nájsť odpoveď na otázku, ako tu môže fosfán vznikať, a tak prispieť ku hľadaniu známok života mimo našej planéty.

Publikované v časopise QUARK 11/2020, RNDr. Zdeněk Komárek

Titulný obrázok: Pohľad na povrch Venuše s „odfiltrovanou“ atmosférou

Zdroj obrázkov:  https://www.eso.org, https://pixabay.com/