الغلاف الجوي لكوكب الزهرة يكشف عن علامات محتملة للحياة – مرة أخرى، كما يقول العلماء

اشترك في النشرة العلمية Wonder Theory من CNN. استكشف الكون من خلال الأخبار حول الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

سي إن إن
—

منذ أربع سنوات، اكتشاف غير متوقع في سحب كوكب الزهرة، واجهت غازًا يدل على الحياة على الأرض – الفوسفين – جدلكسب توبيخات في الملاحظات اللاحقة التي فشلت في مطابقة نتائجها.

والآن عاد نفس الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف بملاحظات أخرى، وقد قدمها للمرة الأولى في السابع عشر من يوليو/تموز في اجتماع الجمعية الفلكية الملكية في هال بإنجلترا. وفي نهاية المطاف، سوف تشكل هذه الملاحظات الأساس لواحدة أو أكثر من الدراسات العلمية، وقد بدأ هذا العمل بالفعل.

ويقول الباحثون إن البيانات تحتوي على دليل أقوى على وجود الفوسفين في سحب كوكب الزهرة، أقرب كوكب لنا. ويطلق عليه أحيانًا كوكب الأرض. التوأم الشريرهذا الكوكب مشابه لكوكبنا من حيث الحجم لكنه يتميز بدرجات حرارة سطحية قادرة على إذابة الرصاص، وسحب مكونة من حمض الكبريتيك المسبب للتآكل.

وقد استفاد العمل من جهاز استقبال جديد تم تركيبه على أحد الأدوات المستخدمة في الرصد، وهو تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل في هاواي، مما أعطى الفريق المزيد من الثقة في النتائج التي توصلوا إليها. وقال ديف كليمنتس، وهو قارئ في الفيزياء الفلكية في إمبريال كوليدج لندن: “هناك أيضًا الكثير من البيانات نفسها”.

وقال “لقد أجرينا ثلاث حملات مراقبة وفي حملة واحدة فقط، حصلنا على 140 ضعفًا من البيانات التي حصلنا عليها في الاكتشاف الأصلي. وما حصلنا عليه حتى الآن يشير إلى أننا حصلنا مرة أخرى على اكتشافات للفوسفين”.

وقد قدم فريق منفصل، يشارك فيه كليمنتس أيضًا، أدلة على وجود غاز آخر، وهو الأمونيا.

وأضاف “إن هذا الأمر أكثر أهمية من اكتشاف الفوسفين. ما زلنا بعيدين كل البعد عن قول هذا، ولكن إذا كانت هناك حياة على كوكب الزهرة تنتج الفوسفين، فليس لدينا أي فكرة عن سبب إنتاجها له. ومع ذلك، إذا كانت هناك حياة على كوكب الزهرة تنتج الأمونيا، فلدينا فكرة عن سبب رغبتها في تنفس الأمونيا”.

على الأرض، الفوسفين هو غاز سام ذو رائحة كريهة ينتج عن تحلل المواد العضوية أو البكتيريا، في حين أن الأمونيا هو غاز ذو رائحة نفاذة يحدث بشكل طبيعي في البيئة وينتج أيضًا في الغالب عن طريق البكتيريا في نهاية عملية تحلل النفايات النباتية والحيوانية.

وقال كليمنتس “تم اكتشاف الفوسفين في الغلاف الجوي لكوكب زحل، لكن هذا ليس بالأمر غير المتوقع، لأن زحل كوكب غازي عملاق. هناك كمية هائلة من الهيدروجين في غلافه الجوي، لذا فإن أي مركبات تعتمد على الهيدروجين، مثل الفوسفين أو الأمونيا، هي التي تهيمن هناك”.

ومع ذلك، فإن الكواكب الصخرية مثل الأرض والزهرة والمريخ لديها غلاف جوي يهيمن فيه الأكسجين على الكيمياء، لأنها لم يكن لديها كتلة كافية للحفاظ على الهيدروجين الذي كان لديها عندما تشكلت في الأصل، وقد هرب هذا الهيدروجين.

لذا فإن العثور على هذه الغازات على كوكب الزهرة أمر غير متوقع. يقول كليمنتس: “وفقًا لجميع التوقعات العادية، لا ينبغي أن تكون موجودة هناك. وقد تم اقتراح الفوسفين والأمونيا كعلامات حيوية، بما في ذلك على الكواكب الخارجية. لذا فإن العثور عليها في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة أمر مثير للاهتمام على هذا الأساس أيضًا. وعندما نشرنا نتائج الفوسفين في عام 2020، كان ذلك بمثابة مفاجأة، وهو أمر مفهوم تمامًا”.

وقد تحدت الدراسات اللاحقة النتائج، مشيرة إلى أن الفوسفين كان في الواقع غازًا عاديًا. ثاني أكسيد الكبريت. البيانات من أدوات أخرى غير تلك التي يستخدمها فريق كليمنتس – مثل المركبة الفضائية فينوس إكسبريس، ال منشأة تلسكوب الأشعة تحت الحمراء التابعة لوكالة ناسا والمنقرض الآن مرصد صوفيا الجوي – فشلت أيضًا في تكرار نتائج الفوسفين.

لكن كليمنتس قال إن بياناته الجديدة، القادمة من مجموعة أتاكاما الكبيرة للمليمتر/دون المليمتر، أو ALMAويستبعد أن يكون ثاني أكسيد الكبريت ملوثًا وأن يكون غياب الفوسفين من الملاحظات الأخرى يرجع إلى التوقيت. وقال: “اتضح أن جميع ملاحظاتنا التي اكتشفت الفوسفين تم إجراؤها أثناء انتقال الغلاف الجوي لكوكب الزهرة من الليل إلى النهار، وجميع الملاحظات التي لم تجد الفوسفين تم إجراؤها أثناء انتقال الغلاف الجوي من النهار إلى الليل”.

خلال النهار، يمكن للأشعة فوق البنفسجية من الشمس أن تكسر الجزيئات في الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة. وقال كليمنتس: “يتم تحميص كل الفوسفين، ولهذا السبب لا تراه”، مضيفًا أن الاستثناء الوحيد هو مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء، الذي أجرى ملاحظات في الليل. لكن المزيد من التحليل لتلك البيانات من قبل فريق كليمنتس كشف عن آثار ضعيفة للجزيء، مما عزز النظرية.

وأشار كليمنتس أيضًا إلى أمور غير ذات صلة بحث من مجموعة يقودها راكيش موجول، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية في جامعة ولاية كاليفورنيا للتكنولوجيا، بومونا. أعاد موجول تحليل البيانات القديمة من برنامج ناسا مسبار بايونير الكبير لكوكب الزهرة، والتي دخلت الغلاف الجوي للكوكب في عام 1978.

وقال كليمنتس “لقد أظهرت الصور وجود الفوسفين داخل سحب كوكب الزهرة عند مستوى جزء في المليون، وهو بالضبط ما كنا نكتشفه إلى حد كبير. لذا فقد بدأ الأمر في التماسك، لكننا ما زلنا لا نعرف ما الذي ينتجه”.

وباستخدام بيانات مسبار بايونير فينوس الكبير، نشر الفريق بقيادة موجول في عام 2021 “حالة مقنعة لوجود الفوسفين في عمق طبقة السحب (في كوكب الزهرة)”، كما أكد موجول في رسالة بالبريد الإلكتروني. وقال موجول، الذي لم يشارك في أبحاث فريق كليمنتس: “حتى الآن، لا تزال تحليلاتنا غير قابلة للطعن في الأدبيات العلمية. وهذا يتناقض بشكل حاد مع الملاحظات التلسكوبية، التي لا تزال مثيرة للجدل”.

إن وجود الأمونيا على كوكب الزهرة من شأنه أن يشكل اكتشافاً أكثر إثارة للدهشة. وقد قدمت جين جريفز، أستاذة علم الفلك بجامعة كارديف في المملكة المتحدة، هذه النتائج في المحادثات التي ستُعقد في هال، وسوف تشكل الأساس لورقة علمية منفصلة، ​​باستخدام بيانات من تلسكوب جرين بانك في غرب فرجينيا.

وقال كليمنتس إن سحب الزهرة تتكون من قطرات، لكنها ليست قطرات ماء. فهناك ماء فيها ولكن هناك أيضًا الكثير من ثاني أكسيد الكبريت المذاب الذي يتحول إلى حمض الكبريتيك شديد التركيز – وهو مادة شديدة التآكل يمكن أن تكون قاتلة للبشر في حالة التعرض الشديد لها. وقال: “إنه مركّز للغاية، على حد علمنا، لن يكون متوافقًا مع أي حياة نعرفها على الأرض، بما في ذلك البكتيريا المتطرفة، التي تحب البيئات شديدة الحموضة”، في إشارة إلى الكائنات الحية القادرة على البقاء في ظل ظروف بيئية قاسية.

ومع ذلك، يمكن للأمونيا الموجودة داخل هذه القطرات من الحمض أن تعمل كعازل للحموضة وتخفضها إلى مستوى منخفض بما يكفي بحيث يمكن لبعض البكتيريا الأرضية المعروفة أن تبقى على قيد الحياة فيه، كما أضاف كليمنتس.

وقال جريفز في محاضرات الجمعية الفلكية الملكية: “الأمر المثير وراء هذا هو ما إذا كان هناك نوع من الحياة الميكروبية التي تنتج الأمونيا، لأن ذلك سيكون وسيلة أنيقة لها لتنظيم بيئتها الخاصة. وهذا من شأنه أن يجعل بيئتها أقل حمضية وأكثر قابلية للبقاء، إلى الحد الذي تصبح فيه حمضية بعض الأماكن الأكثر تطرفًا على وجه الأرض – لذا فهي ليست مجنونة تمامًا”.

وبعبارة أخرى، فإن دور الأمونيا أسهل في التفسير من الفوسفين. يقول كليمنتس: “نحن نفهم لماذا قد يكون الأمونيا مفيدًا للحياة. نحن لا نفهم كيف يتم إنتاج الأمونيا، تمامًا كما لا نفهم كيف يتم إنتاج الفوسفين، ولكن إذا كان هناك أمونيا هناك، فسيكون لها غرض وظيفي يمكننا فهمه”.

ومع ذلك، حذرت جريفز من أن وجود كل من الفوسفين والأمونيا لن يكون دليلاً على وجود حياة ميكروبية على كوكب الزهرة، لأن هناك الكثير من المعلومات المفقودة حول حالة الكوكب. وقالت: “هناك الكثير من العمليات الأخرى التي يمكن أن تحدث، وليس لدينا أي حقيقة أساسية لنقول ما إذا كانت هذه العملية ممكنة أم لا”، في إشارة إلى الأدلة القاطعة التي لا يمكن أن تأتي إلا من الملاحظات المباشرة من داخل الغلاف الجوي للكوكب.

إحدى الطرق لإجراء مثل هذه الملاحظات هي إقناع وكالة الفضاء الأوروبية بتشغيل بعض الأجهزة على متن المركبة. مستكشف أقمار المشتري الجليدية —— مسبار في طريقه إلى نظام المشتري —— عندما يمر بالقرب من الزهرة في وقت ما من العام المقبل. ولكن البيانات الأفضل سوف تأتي من دا فينشي، وهو مسبار مداري وغلاف جوي تخطط ناسا لإطلاقه إلى كوكب الزهرة في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين.

من منظور علمي، فإن البيانات الجديدة حول الفوسفين والأمونيا مثيرة للاهتمام ولكنها تستحق التفاؤل الحذر، كما قال خافيير مارتن توريس، أستاذ علوم الكواكب في جامعة أبردين في المملكة المتحدة. وقد قاد دراسة نشرت في عام 2021، ظهرت دراسة تحدت نتائج الفوسفين وافترضت أن الحياة غير ممكنة في سحب كوكب الزهرة.

وقال مارتن توريس في رسالة بالبريد الإلكتروني: “أكدت ورقتنا البحثية على الظروف القاسية وغير المضيافة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. إن اكتشاف الأمونيا، التي يمكن أن تحيد سحب حمض الكبريتيك، والفوسفين، وهو بصمة بيولوجية محتملة، يتحدى فهمنا ويشير إلى أن عمليات كيميائية أكثر تعقيدًا قد تكون موجودة. من الأهمية بمكان أن نتعامل مع هذه النتائج من خلال تحقيق علمي دقيق وشامل”.

وأضاف أن النتائج تفتح آفاقًا جديدة للأبحاث، لكن من الضروري التعامل معها بجرعة صحية من الشك. وقال إنه في حين أن اكتشاف الفوسفين والأمونيا في سحب كوكب الزهرة أمر مثير، إلا أنه مجرد بداية لرحلة أطول لكشف ألغاز الغلاف الجوي لهذا الكوكب.

قالت الدكتورة كيت باتل، المحاضرة في قسم الفيزياء والفلك في جامعة لندن كوليدج، إن فهم العلماء الحالي للكيمياء الجوية لكوكب الزهرة لا يمكن أن يفسر وجود الفوسفين. وقالت باتل في رسالة بالبريد الإلكتروني: “من المهم أن نلاحظ أن الفريق الذي يقف وراء قياسات الفوسفين لا يدعي العثور على حياة على كوكب الزهرة. إذا كان الفوسفين موجودًا بالفعل على كوكب الزهرة، فقد يشير ذلك إلى وجود حياة، أو قد يشير إلى وجود كيمياء جوية للزهرة لا نفهمها بعد”.

وأضاف باتل أن اكتشاف الأمونيا سيكون مثيرا إذا تم تأكيده، لأن الأمونيا وحمض الكبريتيك لا ينبغي أن يكونا قادرين على التعايش بدون بعض العمليات – سواء كانت بركانية أو بيولوجية أو شيء لم يتم النظر فيه بعد – التي تقود إنتاج الأمونيا نفسها.

وأكدت أن هاتين النتيجتين أوليتين فقط، وتتطلبان تأكيدًا مستقلًا، ولكنها تجعل المهمات القادمة إلى كوكب الزهرة مثل مستكشف أقمار المشتري الجليدية ودافنشي مثيرة للاهتمام، كما خلصت.

وقال باتل: “قد تقدم هذه البعثات إجابات على الأسئلة التي أثارتها الملاحظات الأخيرة، وستمنحنا بالتأكيد رؤى جديدة رائعة حول الغلاف الجوي لأقرب جار لنا وقدرته على إيواء الحياة”.