Даже на нашем космическом заднем дворе, в Солнечной системе, многие вопросы остаются открытыми. На Венере есть образования, похожие на вулканы, но пока неизвестно, действуют ли они. Поверхность Марса говорит о том, что когда-то здесь был огромный океан, но как он исчез, остается неясным. С другой стороны, недавние обнаружения химических соединений, которые могут указывать на наличие биологической активности на Марсе и Венере, так называемые биосигнатуры, поддерживают поиски жизни за пределами Земли. Ответы могут лежать в анализе света, который достигает нас с этих планет, через «отпечатки пальцев», которые молекулы оставляют в спектре этого света.
В исследовании, опубликованном в журнале Atmosphere , исследователи из Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (факультет наук Лиссабонского университета, Португалия) сравнили результаты моделирования, полученные с помощью Planetary Spectrum Generator (PSG), симулятора планетарного спектра, с наблюдениями за инфракрасный свет от планет Венеры, Марса и Юпитера.
С помощью PSG, разработанного НАСА, команда смогла объяснить результаты некоторых наблюдений и сделать вывод, что этот симулятор является эффективным инструментом для изучения изобилия химических соединений, присутствующих в небольших количествах в атмосферах планет .
Одно из анализируемых химических соединений, метан, может образоваться как в результате биологической активности, так и в результате геологических процессов. Вот почему его неуловимое присутствие на Марсе с обнаружением космическим кораблем Mars Express и отсутствием обнаружения космическим кораблем ExoMars TGO остается загадкой.
«Изменяя параметры нашего моделирования, мы смогли объяснить это обнаружение и отсутствие обнаружения метана на Марсе и понять условия и места, в которых они могут происходить. Это важный шаг к прояснению связи метана на Марсе с возможное существование жизни», — объясняет Педро Мачадо (IA & Ciências ULisboa), соавтор этого исследования.
Другим неизвестным на красной планете, также представляющим большой интерес для научной области поиска жизни за пределами Земли, астробиологии, является судьба большей части ее воды. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что когда-то на планете в изобилии текла вода, и что большая часть северного полушария когда-то была огромным океаном. Сегодня Марс представляет собой ледяную пустыню.
«Знание соотношения между двумя вариантами водорода, изотопа дейтерия и простым водородом, помогает нам понять временную эволюцию воды на Марсе. Дейтерий — это тяжелый атом водорода, его ядро содержит на один нейтрон больше, поэтому вода, H 2 O, превратилась в Соотношение атома дейтерия и атома водорода HDO тяжелее и с трудом улетит в космос.Сравнение этого соотношения на глобальном и локальном уровне на Марсе, возможное в рамках данного исследования, дает нам ценную информацию о судьбе марсианского водой», — объясняет Жоао Диас (IA & Ciências ULisboa), ведущий автор этого исследования.
Также включенный в это исследование, фосфин может самопроизвольно производиться в условиях высокого давления и температуры в присутствии фосфора и водорода, двух химических элементов, которые его составляют. «Это то, что происходит на Юпитере, где фосфин является одной из тех, кто отвечает за цветные полосы в атмосфере этого газового гиганта, — объясняет Педро Мачадо, — но на каменистой планете, такой как Земля, где таких экстремальных условий не существует, его присутствие связано с биологической активностью».
Так, когда в 2020 году исследование выявило фосфин в облаках Венеры, научное сообщество обратило свое внимание на эту планету. «Дальнейшие исследования, проведенные в других условиях, показали, что фосфин может вообще не присутствовать или присутствовать в гораздо меньших количествах, чем было установлено изначально, что мы также смогли воспроизвести», — добавляет Педро Мачадо.
Еще на Венере « двуокись серы очень важна для нас, чтобы знать, есть ли вулканическая активность. Точно определяя содержание этого соединения на разных высотах, как мы показали, что это возможно с помощью ПСГ, мы сможем сделать вывод о его происхождения», — добавляет Жоао Диас.
«Эта работа имеет большое значение для космических миссий , которые сейчас разрабатываются, таких как EnVision, Ariel и Mars Express, от Европейского космического агентства (ESA), в которых участвует IA, сообщая нам ожидаемые значения для этих химических веществ. компонентов и позволяет оптимизировать инструменты, которые разрабатываются для этих миссий, для обнаружения в диапазоне ожидаемых значений», — говорит Педро Мачадо, один из исследователей этих миссий.
«В частности, такие миссии, как «Ариэль», которые будут изучать атмосферы планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца, экзопланет, получают большую пользу от такого типа исследований Солнечной системы, которые могут служить моделью того, что мы надеемся наблюдать за пределами планеты. Солнечной системы», — добавляет Жоао Диаш.
«Эта демонстрация эффективности ПСГ очень важна для научного сообщества, и ИА находится в авангарде этих исследований, включив в свою команду планетарных систем специалистов как по изучению атмосфер планет Солнечной системы, так и по обнаружение и характеристика экзопланет», — говорит Педро Мачадо.
Теги: NASA
