Для Венеры характерна атмосфера, состоящая из очень плотных и густых облаков, которые покрывают всю поверхность планеты. Они состоят в основном из серной кислоты и капель конденсированной серной кислоты — сильно разъедающего химического вещества, известного тем, что растворяет металлы и разрушает большинство биологических молекул на Земле. Присутствие этих облаков также способствует сильному парниковому эффекту на Венере, делая ее самой горячей планетой в Солнечной системе.
Одним словом, казалось бы, эта среда совершенно негостеприимна для жизни в том виде, в котором мы ее знаем. Однако именно токсичный облачный слой, простирающийся на 50-65 км над венерианской поверхностью, обладает более мягкими температурами, которые могут поддерживать некоторые экстремальные формы жизни.
В частности, новое исследование ученых из Массачусетского технологического института (MIT) показало, что некоторые из основополагающих элементов жизни способны сохраняться в высококонцентрированных растворах серной кислоты в условиях, аналогичных тем, что существуют в плотных венерианских облаках.
19 аминокислот выживают в серной кислоте
В этом исследовании команда сосредоточилась на аминокислотах — молекулах, которые в сочетании друг с другом образуют необходимые белки, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию. Каждое живое существо на Земле нуждается в аминокислотах для производства белков, которые, в свою очередь, выполняют необходимые для жизни функции — от расщепления пищи до выработки энергии, строительства мышц и восстановления тканей.
Авторы исследования обнаружили, что 19 аминокислот, необходимых для жизни на Земле, остаются стабильными в течение четырех недель, если их поместить в пробирки с серной кислотой в концентрациях, аналогичных тем, что наблюдаются в облаках Венеры.
Сравнение спектров ЯМР 1D 13 C 20 биогенных аминокислот через 12-18 часов (черный), 5-8 дней (серый) и через 4 недели (синий) инкубации в D 2 SO 4 /2 при 98 % D2O (по весу). Тринадцать аминокислот (аргинин, гистидин, лизин, аспаргиновая кислота, глутаминовая кислота, аспарагин, глутамин, глицин, пролин, аланин, изолейцин, лейцин, валин) остаются стабильными и неизменными в течение 4 недель в 98 % масс. D 2 SO 4, что подтверждается практически одинаковыми пиками в 4-недельном и 12-18-часовом спектрах.
В частности, они обнаружили, что молекулярная «основа» всех 19 аминокислот остается нетронутой в растворах серной кислоты с концентрацией от 81 до 98 %. Санджай Лимайе, планетолог из Висконсинского университета, который изучает Венеру уже более 45 лет, сказал:
С открытием того, что многие аминокислоты и нуклеиновые кислоты стабильны в 98-процентной серной кислоте, возможность выживания жизни в серной кислоте может оказаться не такой уж надуманной и фантастической. Конечно, придется столкнуться с множеством препятствий, но жизнь, развившуюся в воде и приспособившуюся к серной кислоте, не так-то просто игнорировать.
Химия облака Венеры, вероятно, сложнее, чем условия исследования в «пробирке». Например, ученые измеряли другие следовые газы, помимо серной кислоты, в облаках планеты. Более того, команда планирует включить некоторые из них в следы в будущих экспериментах.
Почему Венера?
Поиски жизни в облаках Венеры набрали обороты в последние годы. Главным стимулом для этого послужило возможное обнаружение в атмосфере планеты фосфина — молекулы, считающейся признаком жизни (что с тех пор стало предметом споров среди ученых).
Это исследование подтолкнуло ученых к планированию нескольких миссий к планете-близнецу Земли. Среди них — первая миссия к планете, финансируемая в основном частными лицами при поддержке компании Rocket Lab. Цель этой миссии — отправить космический аппарат через облака планеты, чтобы проанализировать их химический состав на предмет наличия органических молекул.
График, иллюстрирующий планируемый спуск зонда, финансируемого Rocket Lab, через венерианскую атмосферу.
В преддверии запуска миссии в январе 2025 года руководитель миссии Сара Сигер (Sara Seager) из Массачусетского технологического института и ее коллеги провели испытания различных молекул в концентрированной серной кислоте. Чтобы понять, какие фрагменты жизни на Земле могли бы быть стабильными и в облаках Венеры, которые, по оценкам специалистов, на порядки более кислотные, чем облака Венеры.
Ранее команда показала, что сложные органические молекулы, такие как некоторые жирные и нуклеиновые кислоты, остаются удивительно стабильными в серной кислоте. То, что 19 незаменимых аминокислот могут сохраняться так долго, — еще одно важное достижение.
Ученые осторожно подчеркивают: «Сложная органическая химия — это, конечно, не жизнь, но без нее жизни нет«. Другими словами, если некоторые молекулы могут сохраняться в серной кислоте, то, возможно, высококислотные облака Венеры пригодны для жизни, хотя и не обязательно обитаемы.
С полным текстом статьи, опубликованной в журнале Astrobiology, можно ознакомиться здесь.
