نشر فريق من العلماء مؤخرًا ورقة بحثية أعلنوا فيها عن اكتشافهم لمادة كيميائية غريبة في قمم سحابة كوكب الزهرة. بقدر ما يمكن للعلماء أن يقولوا ، فإن هذه المادة الكيميائية ، التي تسمى الفوسفين ، لا يمكن إنتاجها إلا من خلال العمليات الحية على كوكب مثل الزهرة. لذا فإن الإنترنت كله يقفز على هذه القصة.
لكن هل وجدوا علامات الحياة؟ أو هل هناك تفسير آخر؟
منذ عقود ، تساءل العلماء وكتاب السيناريو عن الحياة على كوكب الزهرة. لم تزر أي مركبة فضائية ، ولم نتمكن من الرؤية من خلال الغلاف الجوي الكثيف والضبابي ، لذلك كانت التخيلات بلا قيود. يمكن أن يحدث أي شيء تقريبًا هناك ، بعيدًا عن الأنظار. بمجرد أن بدأت المركبة الفضائية الزيارة في أوائل الستينيات ، أصبح من الواضح أن الحياة على كوكب الزهرة غير مرجحة. تم الكشف عن الزهرة على أنها حفرة جهنم ساخنة ، ذات جو سام وضغط ساحق.
قبل اكتساب فهم علمي لكوكب الزهرة ، كان كل شيء يسري على كتاب الخيال العلمي. هذا غلاف كتاب هزلي من Avon من عام 1950. بقلم Gene Fawcette - أغطية Pulp ، المجال العام ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟curid=4320460
لكن التفكير وراء الحياة على كوكب الزهرة لم يختف تمامًا. في الآونة الأخيرة ، تساءل العلماء عما إذا كان الأمر بسيطًا قد تعيش الحياة في الغلاف الجوي الملبد بالغيوم لكوكب الزهرة. يعتقد التفكير أن الكائنات المتطرفة قد تكون قادرة على البقاء على قيد الحياة في الأجزاء العلوية الحمضية من الغلاف الجوي للكوكب ، حيث كانت درجات الحرارة أقل من درجات حرارة السطح 462 درجة مئوية (864 فهرنهايت). في تلك الطبقات العليا ، يكون الضغط ودرجة الحرارة مماثلين للأرض.
هذا هو المكان الذي تم فيه اكتشاف الفوسفين (PH3) في الغيوم.
'السبب الذي يجعل الفوسفين مميزًا هو أنه بدون الحياة من الصعب جدًا صنع الفوسفين على الكواكب الصخرية.'
كلارا سوزا سيلفا ، مؤلفة مشاركة ، قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
الدراسة الجديدة التي تعلن عن هذا الاكتشاف بعنوان ' غاز الفوسفين في السطوح السحابية لكوكب الزهرة . ' تم نشره في مجلة Nature Astronomy ، والمؤلفة الرئيسية هي جين جريفز من جامعة كارديف. يأتي مؤلفون آخرون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وكامبريدج وعدد قليل من المؤسسات البحثية الأخرى حول العالم.
بادئ ذي بدء ، فإن اكتشاف الفوسفين ليس دليلاً مباشرًا على وجود الحياة. الفوسفين ممكن المرقم الحيوي . هذا يعني أننا نعلم أنه يمكن أن تنتج عن طريق الكائنات الحية الدقيقة. هنا على الأرض ، يتم إنتاجه بواسطة الكائنات الحية على المواد العضوية المتحللة ، والفوسفين هو مكون منتظم للغلاف الجوي. بقدر ما يعرف العلماء ، فإن الفوسفين ينتج إما عن طريق الحياة ، أو عن طريق العمليات الكيميائية التي تتطلب كمية هائلة من الطاقة.
الهياكل السحابية في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، والتي يمكن رؤيتها بواسطة مطياف رسم الخرائط بالأشعة فوق البنفسجية والمرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء (VIRTIS) في عام 2007 (وكالة الفضاء الأوروبية)
تم العثور على الفوسفين أيضًا في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. على عملاق غازي مثل المشتري ، هناك طاقة كافية لتكوين الفوسفين بشكل غير حيوي. في أعماق الغلاف الجوي ، يمكن أن تخلق درجات الحرارة والضغط الشديدان الفوسفين ، ويمكن للتيارات أن تجرفه عالياً في الغلاف الجوي. ولكن في عالم صخري لا حياة فيه مثل كوكب الزهرة ، ليس من المفترض أن يكون الفوسفين موجودًا. يجب أن يتأكسد ، ولا توجد طاقة كافية لإنتاجه.
'إذا لم تكن هذه هي الحياة ، فإن فهمنا للكواكب الصخرية مفقود بشدة.'
مؤلف مشارك يانوش بيتكوفسكي ، عالم أبحاث ، قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
لذا فإن وجوده في جو كوكب الزهرة قد جذب انتباه الجميع.
الفريق واثق جدًا من أنه اكتشف الفوسفين. كتبوا في ورقتهم البحثية 'نحن غير قادرين على العثور على أنواع كيميائية أخرى إلى جانب PH3يمكن أن يفسر الميزات المرصودة. نستنتج أن الكشف عن مرشح PH3هو قوي ... '.
قاموا بإجراء تحليل شامل لنتائجهم ، في محاولة للتوصل إلى طريقة ما يمكن من خلالها تفسير فوسفين الزهرة بدون مصدر حي. يكتبون في ورقتهم أن 'وجود PH3غير مفسر بعد دراسة مستفيضة لكيمياء الحالة المستقرة والمسارات الكيميائية الضوئية ، مع عدم وجود طرق إنتاج غير حيوية معروفة حاليًا في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة والسحب والسطح وتحت السطح أو من البرق أو البراكين أو النيازك. '
يأمل الفريق أن يتمكن علماء آخرون من إيجاد تفسير.
تقول كلارا سوزا سيلفا ، عالمة الأبحاث في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب (EAPS) في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: 'من الصعب جدًا إثبات سلبية'. 'الآن ، سوف يفكر علماء الفلك في كل الطرق لتبرير الفوسفين بدون حياة ، وأنا أرحب بذلك. من فضلك افعل ، لأننا في نهاية إمكانياتنا لإظهار العمليات اللاأحيائية التي يمكن أن تصنع الفوسفين. '
يجب أن يأتي الفوسبين من الحياة ، أو أن هناك عملية كيميائية في العمل لا يعرفها العلماء بعد.
'هذا يعني إما أن هذه هي الحياة ، أو أنها نوع من العمليات الفيزيائية أو الكيميائية التي لا نتوقع حدوثها على الكواكب الصخرية ،' يضيف المؤلف المشارك وعالم أبحاث EAPS ، يانوش بيتكوفسكي.
يعد موقع الفوسفين جزءًا مما يثير اهتمام الجميع.
جو كوكب الزهرة حار ، كثيف ، سام وحمضي للغاية. يمكن أن تكون حمضية أكثر بمليار مرة من الأرض ، مما يوسع نطاق تعريف ما يمكن أن نسميه البيئة القاسية للحياة. يقول سيجر: 'كوكب الزهرة بيئة مليئة بالتحديات للحياة من أي نوع'.
ولكن هناك منطقة واحدة ، عالية في جو كوكب الزهرة ، حيث الأشياء مختلفة.
بين 48 و 60 كم (30 و 37 ميلاً) فوق السطح ، درجة الحرارة ليست مميتة. عند هذا الارتفاع ، تتراوح درجة الحرارة من -1 درجة مئوية إلى 93 درجة مئوية (30 إلى 200 درجة فهرنهايت). إنه أمر مثير للجدل للغاية ، لكن بعض العلماء تساءلوا عما إذا كان يمكن للحياة أن تعيش هناك. وهذا هو المكان الذي وجد فيه فريق الباحثين الفوسفين.
صورة مركبة لكوكب الزهرة كما يراها المسبار الياباني أكاتسوكي. يمكن أن يكون لسحب كوكب الزهرة ظروف بيئية تساعد على الحياة الميكروبية. الائتمان: JAXA / معهد علوم الفضاء والملاحة الفضائية
يقول بيتكوفسكي: 'يتم وضع إشارة الفوسفين هذه بشكل مثالي حيث يخمن الآخرون أن المنطقة يمكن أن تكون صالحة للسكن'.
قامت جريفز وفريقها باكتشاف الفوسفين الأولي باستخدام تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل في هاواي. كانوا يبحثون عن جزيئات غير متوقعة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة والتي قد تكون إشارات للحياة. ثم اتصلوا بسوزا سيلفا ، وهي خبيرة في الفوسفين.
سوزا سيلفا مهتمة بالفوسفين لأنه بصمة حيوية. لكنها توقعت أن تبحث عن الكواكب الخارجية البعيدة للجزيء ، كجزء من الجهد العلمي الشامل لتحديد الحياة في أماكن أخرى من المجرة.
قالت سوزا سيلفا في خبر صحفى .
أراد الفريق تأكيدًا أكبر لنتائجهم ، لذلك لجأوا إلى المرصد الأوروبي الجنوبي روح (مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية). لديه حساسية أكبر من تلسكوب جيمس كلارك ماكسويل (JCMT) ، الذي توصل إلى النتيجة الأولية. أكدت ملاحظات ALMA ما وجده الفريق: نمط من الضوء يطابق ما سينبعث منه غاز الفوسفين داخل سحب كوكب الزهرة.
هذا الرقم من أ ورق 2020 من قبل بعض من نفس مؤلفي الورقة المنشورة حديثًا. يوضح دورة الحياة المقترحة للحياة الميكروبية الجوية على الزهرة. (1) تستمر الجراثيم المجففة (النقط السوداء) في الضباب السفلي. (2) يقوم تحديث الجراثيم بنقلها إلى الطبقة الصالحة للسكن. (3) تعمل الأبواغ مثل CCN ، وبمجرد إحاطتها بسائل (مع المواد الكيميائية اللازمة المذابة) تنبت وتصبح نشطة الأيض. (4) تنمو الميكروبات النشطة في التمثيل الغذائي (النقط المتقطعة) وتنقسم داخل قطرات سائلة (دوائر صلبة). تنمو قطرات السائل عن طريق التخثر. (5) تصل القطرات إلى حجم كبير بما يكفي لاستقرار الجاذبية خارج الغلاف الجوي ؛ تؤدي درجات الحرارة المرتفعة وتبخر القطيرات إلى انقسام الخلايا والتكوُّن. تكون الجراثيم صغيرة بما يكفي لتحمل المزيد من الترسبات الهابطة ، وتبقى معلقة في طبقة الضباب السفلية 'المستودع'. حقوق الصورة: Seager et al ، 2020.
باستخدام بيانات ALMA و JCMT الخاصة بهم ، تحولوا إلى نموذج من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة للمساعدة في فهمه. تم تطوير هذا النموذج بواسطة Hideo Sagawa من جامعة كيوتو سانغيو. ساجاوا هو أيضًا مؤلف مشارك للدراسة الجديدة.
أظهرت نتائج ذلك أن الفوسفين كان جزءًا صغيرًا جدًا من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، بتركيز 20 جزء في البليون فقط (أجزاء في المليار). على الرغم من أن هذا جزء ضئيل للغاية ، في الغلاف الجوي للأرض ، حيث المصدر الوحيد هو التركيز البيولوجي ، يمكن أن تكون أقل.
ثم انشغل الفريق بمحاولة مطابقة نتائجهم مع كل ما يعرفه العلماء عن كوكب الزهرة. استكشفوا جميع المسارات التي يمكن أن تفسر وجود الفوسفين بدون حياة. لقد نظروا في مجموعة كاملة من الاحتمالات التي تشمل ضوء الشمس ، والمعادن السطحية ، والنشاط البركاني ، وضربة النيزك ، والبرق.
يقول بيتكوفسكي: 'لقد مررنا حقًا بجميع المسارات الممكنة التي يمكن أن تنتج الفوسفين على كوكب صخري'. 'إذا لم تكن هذه هي الحياة ، فإن فهمنا للكواكب الصخرية مفقود بشدة.'
إذا كانت الحياة وراء هذا الفوسفين ، فهذه الحياة في وضع صعب. إنه محاصر في سطح السحب المعتدل لكوكب الزهرة ، فوق السطح الجهنمي للكوكب. كيف وصلت إلى هناك؟
يعتقد العلماء أن كوكب الزهرة ربما كان صالحًا للسكن منذ مليارات السنين. ربما كان لديها محيطات. ربما كان أول كوكب صالح للسكن في نظامنا الشمسي. من الممكن أن تكون أي حياة تعيش في الغيوم منحدرة من الحياة السطحية القديمة ، تمامًا مثل بقايا حياة الأرض المبكرة التي تعيش في طين فقير بالأكسجين ، تم نفيه بسبب الظروف المتغيرة.
تقول سوزا سيلفا: 'منذ زمن بعيد ، كان يُعتقد أن للزهرة محيطات ، وربما كانت صالحة للسكن مثل الأرض'. 'نظرًا لأن كوكب الزهرة أصبح أقل مضيافًا ، كان يتعين على الحياة أن تتكيف ، ويمكن أن يكونوا الآن في هذا الغلاف الجوي الضيق حيث لا يزال بإمكانهم البقاء على قيد الحياة. قد يُظهر هذا أنه حتى الكوكب الموجود على حافة المنطقة الصالحة للسكن يمكن أن يكون له غلاف جوي محلي صالح للسكن '.
سيكون شكلاً غريبًا من أشكال الحياة يمكن أن يوجد في غيوم كوكب الزهرة. يجب أن تتكاثر بشكل دائم. وسيتعين عليها استخدام سائل آخر غير الماء لوظائفها الخلوية. 'يمكنك ، من حيث المبدأ ، أن يكون لديك دورة حياة تحافظ على الحياة في السحب على الدوام' ، كما يقول بيتكوفسكي ، الذي يتصور أن تكون أي حياة فينوسية جوية مختلفة اختلافًا جوهريًا عن الحياة على الأرض. 'الوسط السائل على كوكب الزهرة ليس ماء ، كما هو الحال على الأرض.'
يعتزم الفريق متابعة هذه النتائج بمزيد من البحث. إنهم يريدون استخدام تلسكوبات أخرى لمحاولة رسم الفوسفين ، ومعرفة ما إذا كان يأتي ويذهب في دورات يومية أو موسمية ، مما قد يشير إلى أن الحياة وراءه.
ليست هذه هي المرة الأولى التي يجد فيها العلماء علامات محتملة للحياة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. ولكن يمكن أيضًا إنتاج معظم العلامات الكيميائية للحياة من خلال عمليات غير حية. الفوسفين مختلف.
تشير الملاحظات إلى أن كوكب الزهرة ربما كان يحتوي على محيطات مائية في ماضيها البعيد. تم استخدام نمط أرض-محيط مثل ذلك أعلاه في نموذج مناخي لإظهار كيف يمكن لسحب العاصفة أن تحمي كوكب الزهرة القديم من أشعة الشمس القوية وجعل الكوكب صالحًا للسكن. ائتمانات: ناسا
تقول سوزا سيلفا: 'من الناحية الفنية ، تم العثور على الجزيئات الحيوية في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة من قبل ، ولكن هذه الجزيئات مرتبطة أيضًا بآلاف الأشياء غير الحياة'. 'السبب الذي يجعل الفوسفين مميزًا هو أنه بدون الحياة يكون من الصعب جدًا صنع الفوسفين على الكواكب الصخرية. كانت الأرض هي الكوكب الأرضي الوحيد الذي وجدنا فيه الفوسفين ، لأنه توجد حياة هنا. الى الآن.'
هذا ما يمثله الآن. هناك الكثير من العناوين الرئيسية التي تقول ، أو على الأقل تلمح ، أن العلماء قد وجدوا علامات على الحياة على كوكب الزهرة. لكنها أكثر دقة من ذلك بقليل.
في حين أن الفوسفين يمكن أن يكون علامة على الحياة ، إلا أنه لا يمكن أن يكون كذلك. الحقيقة هي أننا لا نعرف حتى الآن. كما تقول المؤلفة المشاركة سوزا سيلفا ، 'من الصعب جدًا إثبات سلبية'. وبينما نتطور بشكل أفضل في دراسة الكواكب والأقمار الأخرى ، وجدنا مجموعة محيرة من العمليات والنتائج الفيزيائية والكيميائية.
قد يكون هذا ، وربما يكون ، واحدًا من هؤلاء.
من المثير للاهتمام التفكير في الشكل الذي سيبدو عليه إذا وجدنا الحياة في أي مكان آخر. غالبًا ما تتضمن نسخة هوليوود / الخيال العلمي من ذلك الظهور المفاجئ لسباق فضائي متقدم تقنيًا ، سفنهم الهائلة يحوم بتهديد فوق مدن الأرض. أو فريق شجاع من المستكشفين / العلماء الذين يحققون في بعض العالم البعيد يعاني من الموت التكاثر الطفيلي xenomorphic .
لكن في الواقع ، قد يبدو الأمر أكثر مثل هذا. إشارة كيميائية صغيرة ، خافتة في البداية ، ثم يتم التحقق منها على مراحل. مجرد نوع واحد من الجزيئات غير المحتملة ، كامنة حيث لا يجب أن تكون. غير متوقع ومستمر.
أكثر:
- خبر صحفى: ربما وجد علماء الفلك بصمة للحياة على كوكب الزهرة
- بحث جديد: غاز الفوسفين في السطوح السحابية لكوكب الزهرة
- أبحاث أخرى: ضباب الغلاف الجوي السفلي على كوكب الزهرة كمستودع للحياة الميكروبية الجافة: دورة حياة مقترحة لاستمرارية المحيط الحيوي الجوي للزهرة
- الكون اليوم: هل يمكن أن تكون هناك حياة في سحابة كوكب الزهرة؟