Antydninger af liv på Venus:Forskere opdager phosphinmolekyler i høje skydæk

Et internationalt hold af astronomer, ledet af professor Jane Greaves fra Cardiff University, annoncerede i dag opdagelsen af ​​et sjældent molekyle - phosphin - i Venus skyer. På jorden, denne gas fremstilles kun industrielt, eller af mikrober, der trives i iltfrie omgivelser.

Astronomer har i årtier spekuleret i, at høje skyer på Venus kunne tilbyde et hjem for mikrober - svævende fri af den brændende overflade, men skal stadig tåle meget høj surhed. Påvisning af phosphinmolekyler, som består af brint og fosfor, kunne pege på dette udenjordiske 'luftliv'. Den nye opdagelse er beskrevet i et papir i Natur astronomi .

Holdet brugte først James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) på Hawaii til at opdage fosfinen, og blev derefter tildelt tid til at følge op på deres opdagelse med 45 teleskoper af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile. Begge faciliteter observerede Venus ved en bølgelængde på omkring 1 millimeter, meget længere end det menneskelige øje kan se - kun teleskoper i stor højde kan detektere denne bølgelængde effektivt.

Professor Greaves siger, "Dette var et eksperiment lavet af ren nysgerrighed, virkelig — ved at drage fordel af JCMTs kraftfulde teknologi, og tænker på fremtidige instrumenter. Jeg troede, at vi bare ville være i stand til at udelukke ekstreme scenarier, som skyerne, der er fyldt med organismer. Da vi fik de første antydninger af fosphin i Venus' spektrum, det var et chok!"

Naturligvis forsigtig med de første fund, Greaves og hendes team var glade for at få tre timers tid med det mere følsomme ALMA-observatorium. Dårligt vejr tilføjede en frustrerende forsinkelse, men efter seks måneders databehandling, opdagelsen blev bekræftet.

Teammedlem Dr. Anita Richards, fra UK ALMA Regional Center og University of Manchester, tilføjer:"Til vores store lettelse, forholdene var gode ved ALMA til opfølgende observationer, mens Venus var i en passende vinkel til Jorden. Det var vanskeligt at behandle dataene, selvom, da ALMA normalt ikke leder efter meget subtile effekter i meget lyse objekter som Venus."

Greaves tilføjer:"I sidste ende, vi fandt ud af, at begge observatorier havde set det samme - svag absorption ved den rigtige bølgelængde til at være phosphingas, hvor molekylerne er baggrundsbelyst af de varmere skyer nedenfor."

Professor Hideo Sagawa fra Kyoto Sangyo University brugte derefter sine modeller for den venusiske atmosfære til at fortolke dataene, fandt ud af, at phosphin er til stede, men knap – kun omkring tyve molekyler i hver milliard.

Astronomerne kørte derefter beregninger for at se, om fosfinen kunne komme fra naturlige processer på Venus. De advarer om, at nogle oplysninger mangler - faktisk, den eneste anden undersøgelse af fosfor på Venus kom fra et landereksperiment, båret af den sovjetiske Vega 2-mission i 1985.

Massachusetts Institute of Technology videnskabsmand Dr. William Bains ledede arbejdet med at vurdere naturlige måder at fremstille fosphin på. Nogle ideer omfattede sollys, mineraler blæst opad fra overfladen, vulkaner, eller lyn, men ingen af ​​disse kunne gøre nær nok af det. Naturlige kilder viste sig at lave højst en ti tusindedel af den mængde fosphin, som teleskoperne så.

For at skabe den observerede mængde fosphin på Venus, terrestriske organismer behøver kun at arbejde med omkring 10 % af deres maksimale produktivitet, ifølge beregninger af Dr. Paul Rimmer fra Cambridge University. Enhver mikrober på Venus vil dog sandsynligvis være meget anderledes end deres jordfætre, at overleve under hyper-sure tilstande.

Jordbakterier kan optage fosfatmineraler, tilsæt brint, og i sidste ende udvise phosphingas. Det koster dem energi at gøre dette, så hvorfor de gør det er ikke klart. Fosphinen kunne bare være et affaldsprodukt, men andre videnskabsmænd har foreslået formål som at afværge rivaliserende bakterier.

Et andet MIT-teammedlem, Dr. Clara Sousa Silva, tænkte også på at søge efter phosphin som en 'biosignatur'-gas af ikke-ilt-brugende liv på planeter omkring andre stjerner, fordi normal kemi gør så lidt ud af det.

Hun kommenterer:"At finde fosfin på Venus var en uventet bonus! Opdagelsen rejser mange spørgsmål, såsom hvordan enhver organisme kunne overleve. På jorden, nogle mikrober kan klare op til omkring 5% syre i deres miljø - men Venus skyer er næsten udelukkende lavet af syre."

Andre mulige biosignaturer i solsystemet kan eksistere, som metan på Mars og vand, der udluftes fra de iskolde måner Europa og Enceladus. På Venus, det er blevet foreslået, at mørke striber, hvor ultraviolet lys absorberes, kunne komme fra kolonier af mikrober. Akatsuki rumfartøjet, opsendt af det japanske rumagentur JAXA, er i øjeblikket ved at kortlægge disse mørke striber for at forstå mere om denne 'ukendte ultraviolette absorber'.

Holdet mener, at deres opdagelse er vigtig, fordi de kan udelukke mange alternative måder at fremstille fosphin på, men de erkender, at det kræver meget mere arbejde at bekræfte tilstedeværelsen af ​​"liv". Selvom Venus høje skyer har temperaturer op til behagelige 30 grader, de er utroligt sure - omkring 90 % svovlsyre - hvilket giver store problemer for mikrober at overleve der. Professor Sara Seager og Dr. Janusz Petkowski, også både på MIT, undersøger, hvordan mikrober kan skærme sig selv inde i dråber.

Holdet venter nu spændt på mere teleskoptid, for eksempel for at fastslå om fosfinen er i en relativt tempereret del af skyerne, og at lede efter andre gasser forbundet med livet. Nye rummissioner kan også rejse til vores naboplanet, og prøv skyerne in situ for yderligere at søge efter tegn på liv.

Professor Emma Bunce, præsident for Royal Astronomical Society, lykønskede teamet med deres arbejde, "Et nøglespørgsmål i videnskaben er, om der eksisterer liv hinsides Jorden, og opdagelsen af ​​professor Jane Greaves og hendes team er et vigtigt skridt fremad i denne søgen. Jeg er især glad for at se britiske videnskabsmænd føre et så vigtigt gennembrud - noget, der gør en stærk argumentation for en retur-rummission til Venus."

Videnskabsminister Amanda Solloway sagde:"Venus har i årtier fanget fantasien hos videnskabsmænd og astronomer over hele verden."

"Denne opdagelse er enormt spændende, hjælper os med at øge vores forståelse af universet og endda om der kunne være liv på Venus. Jeg er utrolig stolt over, at denne fascinerende opdagelse blev ledet af nogle af Storbritanniens førende videnskabsmænd og ingeniører, der brugte topmoderne faciliteter bygget på vores egen jord."