Обманчивая подсказка: Венера показала, что озон может не служить биомаркером обитаемости

На Венере озон формируется независимо от живых организмов, бросая вызов его статусу биомаркера для экзопланет. К такому выводу пришла международная группа исследователей под руководством аспиранта Кембриджского университета Робба Колдера. Исследование опирается на данные с миссии Venus Express (ESA), которая еще в 2011 году обнаружила озон (O₃) в мезосфере Венеры.

На Земле озон служит индикатором жизни, так как возникает из кислорода, созданного фотосинтезирующими организмами. Однако на Венере, где температура достигает 460°C, а давление превышает земное в 92 раза, концентрация O₃ составляет от 0,1 до 1 ppm, что сопоставимо с земными показателями. Учёные смоделировали атмосферные процессы, чтобы установить источник газа.

Исследуя гипотезу о переносе атомарного кислорода (O) с дневной стороны Венеры на ночную, учёные использовали фотохимическую модель. Расчёты показали, что для объяснения уровня O₃ на высоте 100 км нужна концентрация O не менее 1% на дневной стороне, хотя измерения показали лишь 0,001%. Этот сценарий также привёл бы к превышению уровня молекулярного кислорода (O₂) в 10–100 раз выше наблюдаемого.

«Наши модели исключают существующие химические реакции как основной источник озона. Вероятно, в мезосфере Венеры работает неизученный механизм, создающий O₃ со скоростью 10⁵–10⁷ см^-3/с», — отметил Колдер. Эти выводы важны для анализа данных телескопа «Джеймс Уэбб», который ищет биомаркеры в атмосферах экзопланет. Например, на экзопланетах у звёзд класса М ночной озон может сохраняться у терминатора (границы дня и ночи) до 10 минут, что даёт возможность его обнаружения методом транзитной спектроскопии.

Венера, как пример «жаркой каменистой планеты», помогает различать безжизненные и потенциально обитаемые миры. Её насыщенная CO₂ атмосфера актуальна для экзопланет, находящихся близко к внутреннему краю зоны обитаемости. Если неизвестный механизм генерации O₃ распространён, это усложнит поиски жизни: при миссиях Habitable Worlds Observatory (HWO) и LIFE нужно будет учитывать множество дополнительных факторов.

Ключ к разгадке предлагает будущая миссия NASA DAVINCI, запланированная на 2031 год. Спускаемый зонд проведёт исследование верхних слоёв атмосферы Венеры, производя измерения от 70 км до поверхности, включая точные замеры O₃ и O₂. «Понимание химии Венеры имеет практическое значение для правильной интерпретации данных об экзопланетах», — заключили авторы исследования.

Источник: iXBT