Новое исследование выдвигает смелую идею: ударные выбросы с Земли могут непрерывно долетать до высотных облаков Венеры в течение миллиардов лет и оставаться жизнеспособными в течение короткого периода времени, обеспечивая тем самым потенциальный источник жизни в облаках Венеры.


Эта идея основана на «панспермии» — идее о том, что жизнь или ее компоненты могут путешествовать между планетами на астероидах, кометах и ​​других небесных телах. Если на планете появилась жизнь или органическое вещество, достаточно сильный удар может выбросить в космос камни, содержащие органическое вещество, а некоторые фрагменты могут затем упасть на другие планеты. В научном сообществе уже давно обсуждают, существует ли аналогичный обмен материалами и жизнью между Землей и Марсом. В последние годы дебаты о возможном существовании микроорганизмов в облаках Венеры сделали обмен веществами между «Землёй-Венерой-Марсом» новым фокусом.

На конференции по науке о Луне и планетах, состоявшейся в этом году, исследовательские группы из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и Национальной лаборатории Сандии провели детальное моделирование этого вопроса. Они использовали структуру «Уравнения жизни Венеры» (VLE), предложенную Ноамом Иценбергом и другими в 2021 году, чтобы оценить, может ли материал, выброшенный с Земли, позволить жизни «выживать» в облаках Венеры хотя бы несколько дней в столетии.

Идея «Уравнения жизни Венеры» аналогична знаменитому «Уравнению Дрейка», которое оценивает возможность жизни путем разложения проблемы на умножение множества факторов. Формально это уравнение выражает «вероятность существования жизни на Венере» как произведение трех ключевых факторов: вероятность того, что жизнь зародилась и установила экосистемы на Венере (O), устойчивость венерианской биосферы к изменениям окружающей среды (R) и непрерывность условий обитания на Венере, которые сохраняются и по сей день (C). Основываясь на этой концепции, исследовательская группа сначала изучила, может ли органическое вещество, независимо от того, где оно возникло, выдержать экстремальные испытания окружающей среды во время межпланетных путешествий.

Во время планетарного удара и процесса выброса органическое вещество должно выдерживать не только сильные удары, но и физические нагрузки, такие как высокая температура и сильное ускорение. Затем, в межзвездном или межпланетном пространстве, им придется столкнуться с долгосрочным воздействием вакуума, экстремальных перепадов температур и радиации высокой интенсивности. Однако существующие компьютерные модели и исследования образцов земных метеоритов показывают, что некоторые органические вещества могут пережить выбросы и межпланетные перемещения. По прибытии на Венеру эти органические вещества должны быть рассеяны в облаках Венеры или на них, прежде чем их можно будет поддерживать в относительно подходящей среде в течение определенного периода времени.

Исследование показало, что температура и давление в определенных диапазонах высот облаков Венеры неожиданно близки к условиям на поверхности Земли и поэтому считаются потенциальными «обитаемыми зонами» на Венере. Ученые ранее предположили, что кислотоустойчивые и радиационно-стойкие микроорганизмы могут плавать и населять эти облака. В этом контексте фокус новых исследований переключился на вопрос: могут ли «метеориты огненных шаров», стартующие с Земли (то есть небесные тела, которые входят в атмосферу на высокой скорости и образуют яркие огненные шары), производить достаточно фрагментов, которые достаточно малы, чтобы их можно было подвесить в облаках после абляции, взрыва и фрагментации в атмосфере Венеры.

С этой целью исследовательская группа приняла «модель блина», которая широко используется для моделирования процесса распада метеороидов в атмосфере. Эта полуаналитическая модель упрощает процесс распада высокоскоростных падающих объектов в атмосфере под действием сопротивления до серии стадий «взрыв воздуха-боковое расширение-распространение вещества». После того, как внеземной объект взорвется в атмосфере (то есть «воздушный взрыв»), огромное сопротивление разнесет его фрагменты по горизонтали, образуя «блинообразное» облако, состоящее из множества фрагментов и даже «клеток», которые могут нести жизнь.

Используя «модель блина» и предыдущие исследования переноса материалов, команда оценила общее количество материала, доставленного в облака Венеры метеоритами огненных шаров с Земли и Марса. Они обнаружили, что в геологических масштабах времени сотни миллиардов «клеток» могли быть перенесены с Земли в облака Венеры, причем сотни миллиардов теоретически все еще остаются потенциально активными. В более интуитивном годовом масштабе лучшая оценка, данная моделью, состоит в том, что в среднем около 100 «клеток» рассеиваются в облаках Венеры за земной год; общее число «клеток», перенесенных с Земли на Венеру за последние миллиарды лет или около того, возможно, достигло примерно 20 миллиардов.

Исследовательская группа подчеркнула, что ее модель не может исчерпать все детали взаимодействия метеороидов с атмосферой, а также существуют огромные неопределенности в различных параметрах и предположениях, что похоже на дилемму, с которой сталкивается уравнение Дрейка. Однако эта работа показывает, что, по крайней мере теоретически, распространение жизни или органических микробов между Землей и Венерой через ударные выбросы и транспорт метеоритов вполне возможно. Другими словами, если будущие астробиологические миссии обнаружат признаки жизни в облаках Венеры, нельзя исключать возможность того, что часть или даже вся она зародилась на Земле.