Kilka dni temu, na jesiennym spotkaniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej, jednej z najważniejszych konferencji naukowych, pewna sesja rozpoczęła się od ostrego przypomnienia, przypominającego instrukcje szkolnego nauczyciela, aby być grzecznym. „Pamiętajcie, że to jest sesja naukowa i będziemy mieli różne punkty widzenia” – powiedział Sushil Atreya, profesor nauk o klimacie i przestrzeni kosmicznej na Uniwersytecie Michigan i jeden z organizatorów konferencji. „Wszystkie punkty widzenia są ważne i powinniśmy traktować naszych kolegów z szacunkiem.”

Zgromadzeni na małych ekranach w pokoju Zoom – to wciąż 2020 rok, mimo wszystko – byli naukowcy po przeciwnych stronach najbardziej intrygującej tajemnicy w astronomii, która pojawiła się w tym roku: Co się dzieje wewnątrz chmur Wenus?

Już we wrześniu jeden zespół naukowców poinformował, że odkrył dowody na obecność toksycznego gazu zwanego fosfiną w atmosferze planety. Na Ziemi gaz ten jest wytwarzany przez mikroorganizmy. Fosfina nie może przetrwać zbyt długo w atmosferze Wenus, więc jeśli ten gaz tam jest, coś musiałoby uzupełniać jego zapasy. Naukowcy zaproponowali kilka potencjalnych wyjaśnień tego źródła. Mógł to być proces chemiczny, którego nikt wcześniej nie widział, lub – być może, być może, prawdopodobnie nie, ale po prostu nie można tego wykluczyć – jakaś forma wenusjańskiego życia.

Nagle Wenus stała się jednym z najbardziej kuszących celów w poszukiwaniu życia poza Ziemią, a w tych pierwszych chwilach inni naukowcy w tej dziedzinie byli niezwykle podekscytowani badaniami i ich implikacjami.

Ale w ciągu miesięcy od wielkiego ogłoszenia, entuzjazm się rozwiał. Inni naukowcy podnieśli wątpliwości co do badań. Oryginalny zespół zmienił swoje ustalenia. Społeczność naukowa jest podzielona – na tyle, że jeden papier obalający miał autorów „zaprosić” naukowców, którzy pierwotnie zidentyfikowali fosfinę do rozważenia wycofania ich badania całkowicie. W literaturze naukowej liczy się to jako dość słony atak, wystarczający, aby inni badacze poczuli ból. (Badacze później usunęli to sformułowanie i przeprosili.)

Więcej Historii

Czytaj: Dlaczego Wenus jest najlepszą planetą

Kontrowersyjną częścią tego odkrycia miała być sugestia, że w chmurach Wenus może istnieć życie. Obcy nie są jednak przedmiotem obecnej debaty. Naukowcy spierają się o coś bardziej podstawowego: wykrycie samego gazu.

Czy w atmosferze Wenus jest fosfina, czy jej nie ma? Dla nienaukowego obserwatora pytanie to może wydawać się dość proste. Dlaczego ustalenie tego prostego faktu miałoby być skomplikowane? Najkrótsza odpowiedź brzmi: astronomia jest trudna. Praca wymaga od naukowców wyciągania wielkich wniosków na temat odległych miejsc na podstawie maleńkich sygnałów odciśniętych w świetle, które dociera do Ziemi. Obserwacje teleskopowe nie dają poręcznych odczytów, które mówią „Tak fosforyn” lub „Nie fosforyn”. Naukowcy stojący za tym odkryciem musieli zastosować równania matematyczne, aby wydobyć te małe sygnały z zaszumionych danych, a następnie spróbować zinterpretować je na podstawie swojej obecnej wiedzy o innej planecie, która sama w sobie nie jest zbyt solidna. Doniosłe odkrycie pokazało się na prostym wykresie kwadratowych linii – lub nie, w zależności od tego, kogo pytasz. Astronomia jest pełna nieporozumień takich jak to, ale te kwadraty stanowią podstawę dla prawie wszystkiego, co wiemy o planetach, gwiazdach i galaktykach poza naszą własną.

Wenus był pierwszą planetą, którą ludzie kiedykolwiek badali za pomocą statków kosmicznych. Począwszy od lat sześćdziesiątych, seria radzieckich misji ujawniła piec świata, z gęstą, mętną atmosferą, która utrzymuje powierzchnię tak gorącą, że ołów topiłby się na niej jak lód na Ziemi. W tym samym czasie astronomowie Carl Sagan i Harold Morowitz zasugerowali, że chociaż ziemia wenusjańska jest niegościnna dla życia, jej atmosfera może nie być. Być może mieszkańcy wczesnej Wenus, niegdyś tak zdatnej do zamieszkania i balsamicznej jak Ziemia, uciekli w niebo, gdy planeta stała się nieznośnie parna.

Dziesiątki lat później Jane Greaves, astronom z Cardiff University, skierowała teleskop na naszego sąsiada. Greaves natknęła się na badania, które sugerowały, że astronomowie poszukujący życia pozaziemskiego powinni rozważyć sprawdzenie obecności fosforu na egzoplanetach, ponieważ każdy obcy astronom spoglądający na nas wstecz mógłby prawdopodobnie dostrzec ślady tego samego gazu na Ziemi. Postanowiła przetestować ten pomysł na Wenus. „Nie spodziewałam się, że cokolwiek wykryjemy,” powiedziała mi Greaves we wrześniu.

Gdy Greaves i jej koledzy zbadali swoje zestawy kwadratowych linii, zauważyli wyraźne zanurzenie, znak cząsteczki pochłaniającej światło o określonej długości fali. Ustalili, że ta sygnatura chemiczna należała do fosfiny.

Przeczytaj: Dlaczego NASA zaniedbuje Wenus?

Po pojawieniu się tych wiadomości, inni naukowcy z całego świata zajęli się badaniami, a w sieci zaczęły pojawiać się liczne prace.

Jedna z grup ponownie przeanalizowała obserwacje atmosfery Wenus dokonane przez teleskopy kilka lat temu i ustaliła, że nie wykazały one żadnych dowodów na obecność fosforu, który Greaves i jej zespół znaleźli w szczytach chmur. Kilku badaczy powtórzyło analizę danych przeprowadzoną przez ten zespół i nic z niej nie wyszło, sugerując, że konkretna formuła, którą Greaves i jej koledzy zastosowali, aby nadać sens swoim obserwacjom, mogła doprowadzić do powstania fałszywego sygnału. Jeden z zespołów twierdził, że sygnał nie pochodził z fosforu, lecz z dwutlenku siarki, który jest powszechny w wenusjańskich chmurach i powstaje w wyniku zwykłych, starych oddziaływań chemicznych. Inna grupa sięgnęła dekady w przeszłość i znalazła potencjalny sygnał dla fosfiny, zakopany w danych z misji NASA, która rozpoczęła badania Wenus w 1978 roku.

„Nawet publikacje, które nie mają fosfiny mają swoje własne różne sposoby mówienia, że nie ma fosfiny,” Clara Sousa-Silva, astrochemik, który bada fosfiny na Harvardzie, i jeden z współautorów Greavesa, powiedział mi niedawno. „Nie zgadzamy się co do tego, jak dużo sygnału jest w różnych miejscach, a następnie nie zgadzamy się co do tego, kto sprawia, że sygnał jest tak silny, jak to jest, i jak. Wydaje się, że są to ogromne nieporozumienia, ale sprowadzają się one do maleńkich, drobnych decyzji i mechanizmów przetwarzania danych.”

Sousa-Silva i jej koledzy spodziewali się kontroli, oczywiście, a nawet przyjęli ją z zadowoleniem. Nauka, zwłaszcza nauka na krawędzi obecnej wiedzy, ma być intelektualną potyczką, a ta wciąż jest w ruchu. Większość prac nie została poddana wzajemnej weryfikacji, starannemu procesowi, w którym pomysły są testowane i udoskonalane przed publikacją w czasopismach naukowych. „To, co widzimy, to zmienny i niechlujny proces, w którym nauka się rozgrywa” – powiedział mi David Grinspoon, astrobiolog z Planetary Science Institute. Grinspoon pisał o możliwości istnienia życia na Wenus od lat 90-tych, ale nie był zaangażowany w najnowsze badania. „I jeśli ktoś próbowałby podsumować kto ma rację, kto się myli – teraz, byłoby to szalone ćwiczenie.”

Czytaj: A hint of water in the atmosphere of a faraway planet

Aby bardziej skomplikować sprawy, okazało się, że wystąpił problem z surowymi danymi z jednego z dwóch teleskopów biorących udział w badaniach i będą one musiały być ponownie przetworzone. Naukowcy zazwyczaj nie pracują z surowymi danymi, polegając na personelu teleskopu, który dostarcza im starannie dopracowanych informacji. Zespół Greavesa oparł się na błędnych danych, aby potwierdzić obecność fosforu, a kilka z dokumentów odpowiedzi użył ich zbyt.

Greaves i jej zespół w końcu ponownie przeanalizował poprawione dane. Fosfina jest nadal tam, mówią, choć sygnał jest znacznie słabszy niż po raz pierwszy zgłoszone. I nadal jest go wystarczająco dużo, aby rozważyć możliwość, że może być produkowany przez jakiś rodzaj życia. „Nawet jeśli na Wenus jest mniej fosfiny niż początkowo stwierdziliśmy, nasza interpretacja, że jest to bardzo trudne do wyprodukowania z jakiejkolwiek znanej chemii nadal stoi”, powiedziała mi Sara Seager, astrofizyk z MIT.

Tych, którzy wykryli dowody fosfiny w chmurach Wenus mówią, że chociaż sprawa dla niego może być słabszy, to nie jest jeszcze martwy; ci, którzy nie widzą dowodów na to mówią, że badacze fosfiny widzą tylko to, co chcą zobaczyć. Strona pro-fosfiny myśli, że drugi jest zbyt odporny na możliwość, że długo żywe marzenie – odkrywając potencjalny znak życia na innej planecie – może być prawdziwe; anty-fosfiny strona myśli, że drugi jest zauroczony przez to samo dream.

Tylko świeże obserwacje mogą pomóc włączyć zbiór maybes w konsensus, w ten czy inny sposób. Naukowcy po obu stronach debaty przeanalizowali i ponownie przeanalizowali dane, które posiadają, ale potrzebują nowych obserwacji Wenus. Niestety dla nich, Wenus jest nieświadoma tego, co dzieje się planetę dalej i od tego czasu poszła do przodu. Planeta jest obecnie zbyt blisko Słońca, aby teleskopy mogły ją badać bez usmażenia się, szczególnie te instrumenty, których naukowcy chcą użyć do dalszego badania tej tajemnicy. Będą musieli poczekać do wiosny i lata, kiedy Wenus przesunie się w bardziej dogodne miejsce, na kolejną rundę obserwacji.

Czytaj: Tajemnica metanu na Marsie

Nawet wtedy, będzie dużo czasu na więcej rozważań. Naukowcy zajmujący się Marsem spędzili 15 lat na debatowaniu, czy na czerwonej planecie naprawdę jest metan – który może być produkowany zarówno przez procesy chemiczne, jak i organizmy żywe – i dopiero niedawno osiągnęli pewne porozumienie. (Nadal nie zgadzają się co do tego, czy metan na Marsie jest oznaką życia). Debata ta toczyła się przy udziale wielu statków kosmicznych na Marsie i wokół niego, wyposażonych w instrumenty zdolne do przesiewania gleby i wąchania atmosfery. W tej chwili tylko jeden statek kosmiczny znajduje się na orbicie wokół Wenus. Naukowcy zaprojektowali i zaproponowali nowe misje na tę planetę, ale ich podróże są odległe o lata świetlne. Na razie najlepsze widoki są z Ziemi.

Żaden organ rządzący Układem Słonecznym, żaden Sąd Najwyższy astronomii, nie wyda kiedyś ostatecznego orzeczenia o fosfinie na Wenus. Jeśli sprawa stanie się słabsza, poszukiwania mogą zakończyć się w cichszy sposób, z obiektów teleskopów odrzucając propozycje obserwacji, mówi Ignas Snellen, astronom na Uniwersytecie w Lejdzie i jeden z badaczy, którzy wierzą, że tantalizujący sygnał jest naprawdę dwutlenek siarki. „Ściśle mówiąc, z naukowego punktu widzenia, nigdy nie można udowodnić, że nie ma fosfiny”, powiedział mi Snellen, ale „w pewnym momencie trzeba przestać szukać.”

Brak fosfiny nie oznaczałby, że Wenus musi być niezamieszkana. „Nikt nigdy nie wyszedł i nie powiedział: 'Jeśli na Wenus jest życie, to powinna tam być fosfina'” – powiedział Grinspoon. „To nieprawda, że jeśli na Wenus nie ma fosfiny, to nie powinno tam być życia.”

I nawet jeśli żadna fosfina nie istnieje na Wenus – nawet jeśli Wenus nie jest miejscem, w którym po raz pierwszy wykryjemy życie poza Ziemią – jakaś inna cząsteczka, pewnego dnia, może pobudzić społeczność naukową tak, jak zrobiła to ta cząsteczka i wywołać kolejną debatę, która może przybliżyć nas do odpowiedzi na niektóre z naszych najbardziej egzystencjalnych pytań.

„Wiem, że opinia publiczna po prostu oczekiwała, że pewnego dnia wskażemy i powiemy: 'Hej, kosmici!'” powiedział Sousa-Silva. „Zamierzamy skierować nasze teleskopy na jakąś planetę i wykryjemy fajną cząsteczkę, która może być biosygnaturą – wodę, tlen, metan, fosfinę – i kiedy to zrobimy, będziemy się znowu kłócić w ten sposób. To jest dyskusja, którą będziemy prowadzić za każdym razem, i miejmy nadzieję, że za każdym razem trochę lepiej.”

.