Astrobioložka: Život na Venuši se mohl uchýlit do oblak, když se vypařily tamní oceány

Většina astrobiologů a zájemců o mimozemský život ji dlouho přehlížela, v centru jejich pozornosti byl spíše Mars nebo ledem pokryté měsíce vnějších planet. Nedávno se ale Venuše ocitla na titulních stránkách světových médií a dostalo se jí palcových titulků. V mracích, které ji halí, objevili vědci fosfen - plyn, jehož přítomnost lze zatím nejlépe vysvětlit existencí mikroorganismů. Astrobioložka Julie Nováková z Přírodovědecké fakulty UK ale upozorňuje, že si ještě budeme muset počkat na potvrzení toho, zda molekula tvořená atomem fosforu a třemi atomy vodíku je v oblacích planety opravdu přítomna v pozorovaném množství – a zda je skutečně svědectvím o existenci života.

Překvapil vás objev fosfanu v atmosféře Venuše?

Překvapil. O fosfanu se sice v minulosti mluvilo jako o určité chemické známce života, ale ne příliš často v souvislosti s Venuší. Nepřekvapilo by mě, kdyby v atmosféře Venuše nějaké známky života byly nalezeny, v naší sluneční soustavě je to jedno z nadějných prostředí, ale konkrétně fosfan jsem nečekala.

Co o něm víme?

Je to plyn, který na Zemi produkují různé mikroorganismy v prostředí bez kyslíku. Na Venuši by se mohl uvolňovat nejen díky živým organismům, ale také sopečnou činností – z radarových snímků víme, že je tam řada sopek. Venuše má navíc poměrně mladý povrch, který byl - pravděpodobně právě sopečnou činností - hodně přetaven zhruba před půl miliardou let. Další možností je, že v ovzduší Venuše probíhá nějaký zajímavý fotochemický proces. Atmosféra planety je do značné míry neprozkoumaná. Už před druhou světovou dálkou se sice podařilo zjistit, že její většinu tvoří oxid uhličitý, a od šedesátých do konce sedmdesátých let se pak k Venuši vydávaly sondy, které studovaly například rychlost větru nebo rozložení oblaků. Ale přímo zkoumala ovzduší planety naposledy americká sonda Pioneer Venus z roku 1978 – novější přístroje se tam nepodívaly. Určitě by to chtělo vyslat například balonové sondy, které by přesněji zjistily složení atmosféry v různých vrstvách a to, jestli tam nějakou fotochemickou činností nemůže vznikat právě fosfan. Nicméně pozorované množství fosfanu se zatím dá obtížně vysvětlit jinak než právě přítomností života.

V jaké výšce by živé organismy byly a jak by se do ní mohly dostat?

Už od šedesátých let, kdy se zjistilo, že Venuše je skleníkovým peklem, protože na povrchu má tlak přes 90 pozemských atmosfér a teploty přes 460 stupňů Celsia, se uvažuje o tom, že případný život by mohl existovat v oblačné vrstvě. Oblaka, která ve viditelném světle celou Venuši před naším pohledem zakrývají, se vyskytují ve výškách od zhruba pětačtyřiceti do více než šedesáti kilometrů. Právě zde nalezneme teplotu a tlak podobné těm na povrchu Země, teplotu mezi plus osmdesáti a minus třiceti stupni Celsia a tlak přibližně jedné pozemské atmosféry. Je to prostředí silně kyselé, oblaka se skládají především z kyseliny sírové ve směsi s vodou. Na Zemi ale známe mikroorganismy schopné v extrémně kyselém prostředí přežít. Není to nepřekonatelná překážka, život by tu existovat mohl. Jde spíše o to, jestli by měl šanci v oblacích vzniknout, popřípadě do nich migrovat poté, co se z povrchu Venuše odpařily kapalné oceány – pokud tam kdy byly.

A byly?

Novější klimatické modely ukazují, že pokud měla planeta od počátku pomalou rotaci jako dnes (Venuše se otočí kolem osy jednou za 243 pozemských dní), mohla mít přibližně polovinu doby existence sluneční soustavy, tedy přes dvě miliardy let, na svém povrchu kapalnou vodu. A to je určitě dost dlouhá doba k tomu, aby tu vznikl život – na Zemi se objevil velmi brzy po zformování planety, nejspíš pravděpodobně zhruba půl miliardy let po jejím vzniku. Měl by tedy na Venuši dost času, aby se rozvíjel a potom migroval do oblačné vrstvy. V pozemských mracích nalezneme řadu mikroorganismů a jejich spór, nicméně nevíme o tom, že by nějaká forma pozemského života byla přizpůsobena životu čistě v oblacích. Na Zemi ovšem nemáme celoplanetární oblačnou vrstvu, oblaka tu nejsou tak stabilní jako na Venuši.

Venuše tedy mohla mít ve své dávné minulosti oceány zhruba po dvě miliardy let, což ale zároveň znamená, že tam už asi dvě miliardy let nejsou.

Přesně tak. Po takovou dobu by život musel být přizpůsoben existenci v oblacích. Je také otázka, nakolik se oblačná vrstva na Venuši vyvíjela a měnila. Nevíme, jestli je stabilní, jestli takhle Venuše vypadá půl miliardy let, miliardu nebo mnohem kratší dobu. Už proto bychom se tam měli vrátit s dalšími kosmickými misemi. Měření některých plynů v atmosféře a ideálně také zkoumání povrchu, tamních hornin, nám napoví, jak minulost Venuše opravdu vypadala. Jestli tam někdy byla kapalná voda, jak dlouho, kolik materiálu tam mohly doručit komety nebo asteroidy a podobně.

Chystají se takové mise?

Pevně plánované zatím nejsou, ale NASA má v třídě malých misí Discovery pro Venuši dvě želízka v ohni: sondy DAVINCI+ a VERITAS. Z nich právě DAVINCI+ zahrnuje průlet atmosférou planety. Finální výběr proběhne už brzy a výsledky budou oznámeny v dubnu nebo květnu příštího roku. Vzhledem k objevu fosfanu je velmi pravděpodobné, že jedna z misí na Venuši, a spíše právě DAVINCI+, vybrána bude.

Startovat by tedy mohla za několik let?

Ano. Dostat se na Venuši není tak obtížné, sonda by tam letěla zhruba tři až čtyři měsíce. Prodleva mezi volbou mise a okamžikem, kdy sonda dorazí k cíli, není tak velká jako u Jupiteru nebo Saturnu, kde bývá výrazně přes deset let, daných i složitostí sondy.

Kde ještě byste ve sluneční soustavě čekala život?

Určitě pod povrchem Marsu, v nějakých skulinkách, kde se díky příhodnému tlaku a teplotě stále ještě může držet kapalná voda. I Mars měl po dlouhou dobu své existence na povrchu kapalnou vodu – oceány, řeky, jezera –, ale postupně o ni přišel, jak ztrácel atmosféru, ochlazoval se a klesal tamní atmosférický tlak. Nedávno také vyšel odborný článek přinášející další pozorování, která poukazují na existenci jezer pod ledovci jižní ledové čepičky Marsu. Dost možná budou i pod severní polární čepičkou, tam ovšem zatím nemáme dost dat. Podpovrchové jezerní a říční sítě mohou existovat i v dalších oblastech planety. Bylo by to velmi zajímavé potenciální prostředí pro život, byť je pravděpodobné, že tamní voda bude extrémně slaná a chladná. Lze to vzdáleně přirovnat třeba k jezeru Vostok pod antarktickým ledovým štítem.

Lze se do jezer pod povrchem Marsu provrtat?

Podobně jako na Antarktidě do jezera Vostok, i na Marsu bychom se museli provrtávat celé kilometry silnou ledovou slupkou. To bylo dost náročné i na Zemi, do jezera Vostok se vrtalo čtvrt století, byť s přestávkami. Zatím si nedovedeme představit, že by se něco podobného dalo uskutečnit na Marsu. Jsou ale i jiné možnosti. Letos odstartoval k Marsu americký rover Perseverance, který tam má pátrat po stopách života, a připravuje se start evropského roveru Rosalind Franklin v rámci mise ExoMars. Ten má oproti americkému roveru tu výhodu, že je vybaven vrtákem schopným proniknout až do dvoumetrové hloubky, což samozřejmě není hloubka podpovrchových jezer, ale je to už hloubka, ve které mohou zůstat relativně nedotčené nějaké organické látky, potenciálně třeba i život. Prostředí na povrchu Marsu a bezprostředně pod ním je totiž sužované velkými teplotními výkyvy a silnou radiací – tam nelze očekávat objev nedotčených známek života, ať již vymřelého nebo stále existujícího. V tom má americký rover Perseverance nevýhodu, jeho vrták dosáhne jen zhruba do hloubky šesti centimetrů - podobně jako na roveru Curiosity, který na Marsu působí nyní. Rosalind Franklin má rozhodně výrazně lepší šance.

A život mimo Mars?

Nadějné jsou oceány ledových měsíců, Europy, měsíce Jupiteru, nebo Saturnova měsíce Enceladu. Sondy Galileo a Cassini zjistily, že se pod jejich ledovou kůrou vyskytuje kapalná voda, u Enceladu se dokonce podařilo změřit její složení. Z trhlin v povrchu měsíce totiž pravidelně tryskají gejzíry a sonda Cassini jimi v průběhu své mise mnohokrát proletěla. Díky tomu víme, že voda na Enceladu má podobnou kyselost a slanost jako oceány na Zemi a že se tu vyskytují jíly a jednoduché organické látky. To neznamená, že pod povrchem Enceladu je život, ale že tam jsou pro něj vhodné podmínky, a že by tam tedy měly zamířit další mise. Nevýhodou je vzdálenost – Saturn je od Slunce desetkrát dál než Země, Jupiter pětkrát dál, takže vyslat tam jakoukoliv sondu je mnohem náročnější než na Venuši nebo Mars. Ale chystají se.

Ještě k fosfanu na Venuši: jsme si jisti, že tam opravdu je?

Objevily jej pomocí spektroskopických měření, tedy studiem slunečního světla procházejícího atmosférou Venuše, dva různé teleskopy – teleskop Jamese Clerka Maxwella na Havaji a soustava teleskopů ALMA v Chile. Musíme ale vyloučit, že to není jen šum v signálu celého spektra, nebo spíše artefakt jeho analýzy. Není totiž snadné rozpoznat signál jednotlivé molekuly a odhadnout její množství v atmosféře. V tomto směru je práce, která objev zveřejnila, opravdu přelomová – autoři udělali všechno, co udělat mohli. Přesto nemůžeme říct úplně stoprocentně, že tam fosfan v oznámené koncentraci opravdu je. Čeká se na pozorování z dalších teleskopů, třeba infračerveného teleskopu SOFIA.

Julie Nováková (* 1991) je evoluční bioložka na Přírodovědecké fakultě UK, popularizátorka vědy, autorka a editorka science fiction. Na fakultě se podílí na výuce předmětu Základy astrobiologie a organizaci Semináře z astrobiologie. Její popularizační články se objevily mj. v časopise Vesmír či v Astropisu. Je členkou Evropského astrobiologického institutu (EAI), kde se podílí zejména na popularizaci vědy. Na jaře 2020 vydala v angličtině antologii astrobiologických sci-fi povídek doplněných o vědecký komentář s titulem Strangest of All. Jakožto vzdělávací projekt je kniha volně dostupná na webu EAI a editorky.