چهار سال پیش، کشف غیرمنتظره گازی در ابرهای زهره که به معنای حیات روی زمین است – فسفین – با بحثهایی مواجه شد که در مشاهدات بعدی مورد انتقاد قرار گرفت که با یافتههای او مطابقت نداشت.
اکنون همان تیم پشت آن کشف با مشاهدات بیشتر بازگشته است که برای اولین بار در 17 ژوئیه در جلسه انجمن سلطنتی نجوم در هال انگلستان ارائه شد. در نهایت، آنها اساس یک یا چند مطالعه علمی را تشکیل خواهند داد و این کار از قبل شروع شده است.
محققان می گویند این داده ها حاوی شواهد قوی تری است که نشان می دهد فسفین در ابرهای زهره، نزدیک ترین همسایه سیاره ای ما، وجود دارد. این سیاره که گاهی دوقلو شیطانی زمین نامیده می شود، از نظر اندازه شبیه به سیاره ما است، اما دمای سطحی دارد که می تواند سرب و ابرهای ساخته شده از اسید سولفوریک خورنده را ذوب کند.
این کار از یک گیرنده جدید نصب شده بر روی یکی از ابزارهای مورد استفاده برای رصدها، تلسکوپ جیمز کلرک ماکسول در هاوایی بهره می برد که به تیم اعتماد بیشتری نسبت به یافته های خود می دهد. دیو کلمنتز، خواننده اخترفیزیک در امپریال کالج لندن می گوید: «خیلی بیشتر از خود داده ها در آن وجود دارد.
او گفت: «ما سه کمپین نظارتی داشتیم و تنها در یک اجرا 140 برابر بیشتر از تشخیص اولیه دادهها به دست آوردیم. و آنچه تا کنون داریم نشان میدهد که ما دوباره اکتشافات فسفین داریم.»
یک تیم جداگانه، از جمله کلمنتز، شواهدی برای گاز دیگری به نام آمونیاک ارائه کردند.
وی افزود: «این شاید مهمتر از کشف فسفین باشد. ما خیلی تا گفتن این حرف فاصله داریم، اما اگر زندگی در زهره وجود داشته باشد که فسفین تولید می کند، ما نمی دانیم که چرا آن را تولید می کند. با این حال، اگر زندگی تولید کننده آمونیاک در زهره وجود داشته باشد، ما ایده ای داریم که چرا ممکن است بخواهید آمونیاک تنفس کنید.
نشانه زندگی؟
روی زمین، فسفین یک گاز بد بو و سمی است که توسط مواد آلی یا باکتریهای در حال پوسیدگی تولید میشود، در حالی که آمونیاک گازی با بوی تند است که به طور طبیعی در محیط وجود دارد و همچنین عمدتاً توسط باکتریها در پایان فرآیند تجزیه گیاه تولید میشود. و فضولات حیوانی .
کلمنتز گفت: “فسفین در جو زحل یافت شد، اما این غیرمنتظره نیست زیرا زحل یک غول گازی است.” در اتمسفر آن مقدار زیادی هیدروژن وجود دارد، بنابراین هر ترکیب مبتنی بر هیدروژن مانند فسفین یا آمونیاک در آنجا غالب است.
سیارات صخره ای مانند زمین، زهره و مریخ، اما دارای اتمسفرهایی هستند که در آن اکسیژن بر شیمی غالب است، زیرا جرم کافی برای حفظ هیدروژنی که در زمان شکل گیری اولیه داشتند را نداشتند و هیدروژن از آن خارج شد.
بنابراین، یافتن این گازها در زهره غیرمنتظره است. کلمنتز گفت: “با تمام انتظارات عادی، آنها نباید آنجا باشند.” فسفین و آمونیاک به عنوان نشانگرهای زیستی از جمله سیارات فراخورشیدی پیشنهاد شدهاند. بنابراین یافتن آنها در جو زهره نیز بر این اساس جالب است. هنگامی که ما یافتههای فسفین را در سال 2020 منتشر کردیم، قابل درک بود که شگفتانگیز بود.»
مطالعات بعدی نتایج را مورد مناقشه قرار دادند و نشان دادند که فسفین در واقع یک دی اکسید گوگرد ساده است. دادههای ابزاری غیر از ابزارهای مورد استفاده تیم کلمنتز – مانند فضاپیمای ونوس اکسپرس، تلسکوپ فروسرخ ناسا و رصدخانه هوابرد SOFIA که اکنون از بین رفته است – نیز نتوانستند یافتههای فسفین را تکرار کنند.
اما کلمنتز گفت دادههای جدید او که از آرایه میلیمتری/زیر میلیمتری آتاکاما یا ALMA به دست میآید، احتمال آلاینده بودن دی اکسید گوگرد را رد میکند و فقدان فسفین از مشاهدات دیگر به دلیل زمانبندی است. وی گفت: «به نظر می رسد که تمام مشاهدات ما که فسفین را شناسایی کرده اند، زمانی گرفته شده اند که جو زهره از شب به روز در حال حرکت بوده است. “
در طول روز، نور فرابنفش خورشید می تواند مولکول های موجود در جو فوقانی زهره را مختل کند. کلمنتز گفت: «تمام فسفین پخته شده است و به همین دلیل است که شما آن را نمی بینید. اما تجزیه و تحلیل بیشتر این داده ها توسط تیم کلمنتز، ردپای ضعیفی از مولکول را نشان داد که این نظریه را تقویت کرد.
کلمنتز همچنین به تحقیقات نامرتبط توسط گروهی به رهبری راکش موگول، استاد شیمی و بیوشیمی در دانشگاه پلی تکنیک ایالتی کالیفرنیا، پومونا اشاره کرد. مغول دادههای قدیمی کاوشگر بزرگ پایونیر ونوس ناسا را که در سال 1978 وارد جو سیاره شده بود، دوباره تحلیل کرد.
کلمنتز گفت: «فسفین را در ابرهای زهره در حدود یک میلیون نشان داد، که تقریباً همان چیزی است که ما در حال یافتن آن هستیم». “بنابراین شروع به چسبیدن به هم کرده است، اما ما هنوز نمی دانیم چه چیزی آن را تولید می کند.”
با استفاده از دادههای کاوشگر بزرگ پایونیر ونوس، تیم به رهبری Mogul در سال 2021 یک مورد قانعکننده برای فسفین در اعماق لایه ابر (زهره) منتشر کرد، Mogul در ایمیلی تأیید کرد. موگول که در تحقیقات تیم کلمنتز دخیل نبود، گفت: «تا به امروز، تحلیلهای ما در ادبیات بدون چالش باقی ماندهاند. این در تضاد کامل با مشاهدات تلسکوپی است که بحث برانگیز باقی مانده است.
تنفس میکروب ها؟
آمونیاک در زهره کشف شگفت انگیزتری خواهد داشت. این یافتهها که در سخنرانی در هال توسط جین گریوز، استاد نجوم در دانشگاه کاردیف در بریتانیا ارائه شد، پایه یک مقاله علمی جداگانه با استفاده از دادههای تلسکوپ گرین بانک در ویرجینیای غربی را تشکیل خواهد داد.
کلمنتز گفت که ابرهای روی زهره از قطرات تشکیل شده اند، اما آنها قطرات آب نیستند. آنها حاوی آب هستند، اما همچنین دی اکسید گوگرد محلول زیادی دارند که به اسید سولفوریک بسیار غلیظ تبدیل می شوند، ماده ای بسیار خورنده که می تواند در مواجهه شدید برای انسان کشنده باشد. او با اشاره به موجوداتی که قادر به زنده ماندن هستند، گفت: “این به قدری متمرکز است که تا آنجا که ما می دانیم، با هیچ گونه حیاتی روی زمین که می شناسیم، از جمله باکتری های افراطی دوست که محیط های بسیار اسیدی را دوست دارند، سازگار نیست.” شرایط محیطی شدید
کلمنتز افزود، با این حال، آمونیاک موجود در این قطرات اسیدی میتواند به عنوان یک بافر برای اسیدیته عمل کند و آن را تا حدی پایین بیاورد که برخی از باکتریهای زمینی شناخته شده بتوانند در آن زنده بمانند.
گریوز در گفت و گوهای انجمن سلطنتی نجوم گفت: «چیز هیجان انگیز پشت این امر این است که نوعی حیات میکروبی آمونیاک تولید کند، زیرا این روشی منظم برای تنظیم محیط خود خواهد بود. این محیط را بسیار کمتر اسیدی میکند و بسیار بیشتر میتواند زنده بماند، تا جایی که اسیدی است به اندازه برخی از شدیدترین مکانهای روی زمین – بنابراین کاملاً دیوانهکننده نیست.»
به عبارت دیگر، توضیح نقش آمونیاک آسانتر از نقش فسفین است. کلمنتز گفت: “ما درک می کنیم که چرا آمونیاک ممکن است برای زندگی مفید باشد.” ما نمیدانیم که آمونیاک چگونه ساخته میشود، درست مثل اینکه نمیدانیم چگونه فسفین ساخته میشود، اما اگر آمونیاک وجود داشته باشد، هدف کاربردی دارد که میتوانیم آن را درک کنیم.»
با این حال، گریوز هشدار داد که حتی وجود فسفین و آمونیاک نیز دلیلی بر وجود حیات میکروبی در زهره نخواهد بود، زیرا اطلاعات زیادی درباره وضعیت این سیاره وجود ندارد. او با اشاره به شواهد محکمی که تنها می تواند از مشاهدات مستقیم از داخل به دست آید، گفت: «فرآیندهای بسیار دیگری وجود دارد که می توانند ادامه داشته باشند، و ما حقیقت اصلی را نداریم که بگوییم آیا این فرآیند ممکن است یا خیر. جو سیاره
یکی از راههای انجام چنین مشاهداتی متقاعد کردن آژانس فضایی اروپا برای گنجاندن برخی ابزارها در کاوشگر قمرهای یخی مشتری – کاوشگری در مسیر خود به سمت منظومه مشتری – زمانی که در سال آینده در کنار زهره پرواز میکند، خواهد بود. اما دادههای بهتری از DAVINCI، یک کاوشگر مداری و جوی که ناسا قصد دارد در اوایل دهه 2030 به سمت زهره پرتاب کند، به دست میآید.
خوش بینی محتاطانه
خاویر مارتین تورس، استاد علوم سیارهای در دانشگاه آبردین در بریتانیا، گفت: از نظر علمی، دادههای جدید در مورد فسفین و آمونیاک جالب هستند، اما نیازمند خوشبینی محتاطانه هستند. او مطالعهای را رهبری کرد که در سال 2021 منتشر شد و یافتههای فسفین را رد کرد و فرض کرد که زندگی در ابرهای زهره امکانپذیر نیست.
مارتین تورس در ایمیلی گفت: “مقاله ما شرایط سخت و به ظاهر نامناسب در جو ناهید را برجسته می کند.” “کشف آمونیاک، که می تواند ابرهای اسید سولفوریک را خنثی کند، و فسفین، یک علامت زیستی بالقوه، درک ما را به چالش می کشد و نشان می دهد که ممکن است فرآیندهای شیمیایی پیچیده تری درگیر باشند. بسیار مهم است که با تحقیقات علمی دقیق و کامل به این یافته ها نزدیک شویم.”
او افزود که یافتهها راههای جدیدی را برای تحقیق باز میکنند، اما ضروری است که با دوز سالمی از شک و تردید با آنها برخورد کنیم. او گفت در حالی که کشف فسفین و آمونیاک در ابرهای زهره هیجان انگیز است، اما این تنها آغاز یک سفر طولانی تر برای کشف اسرار جو آن سیاره است.
دکتر کیت پاتل، مدرس دپارتمان فیزیک و نجوم در دانشگاه کالج لندن گفت: درک کنونی دانشمندان از شیمی اتمسفر زهره نمی تواند وجود فسفین را توضیح دهد. پاتل در ایمیلی گفت: «توجه به این نکته مهم است که تیمی که در پشت اندازهگیریهای فسفین انجام شده است، ادعا نمیکند که حیات در زهره را کشف کرده است. اگر فسفین واقعاً در زهره وجود داشته باشد، می تواند به معنای زندگی باشد، یا می تواند نشان دهد که شیمی جوی در زهره وجود دارد که ما هنوز آن را درک نکرده ایم.
پاتل افزود، در صورت تایید، کشف آمونیاک هیجانانگیز خواهد بود، زیرا آمونیاک و اسید سولفوریک نمیتوانند بدون فرآیندی (چه آتشفشانی، چه بیولوژیکی یا چیزی که هنوز در مورد آن فکر نمیشود) در کنار هم وجود داشته باشند تا تولید آمونیاک را به خود جلب کند.
او تاکید کرد که هر دو نتیجه فقط مقدماتی هستند و به تایید مستقل نیاز دارند، اما آنها ماموریتهای آتی به ناهید مانند کاوشگر قمرهای یخی مشتری و DAVINCI را جذاب میکنند.
پاتل گفت: «این مأموریتها ممکن است پاسخهایی به سؤالات مطرح شده توسط مشاهدات اخیر ارائه دهند و مطمئناً بینشهای جدید و شگفتانگیزی در مورد جو نزدیکترین همسایه و توانایی آن در پشتیبانی از زندگی به ما میدهند.»