Nr 84 2020

Tecken på liv i Venus atmosfär – eller?

För klarhetens skull – här är hela det svenskspråkiga ESO-messet idag (översättarupphovsman Johan Warell):

* Ett internationellt forskarlag rapporterade i dag (14.9.2020) att de har upptäckt en ovanlig molekyl, fosfin, i Venus molntäcke. På jorden produceras denna gas endast industriellt och av mikrober som frodas i syrefria miljöer. Astronomer har spekulerat i årtionden om de högre molnlagren på Venus skulle kunna härbärgera mikrober som kan tolerera mycket hög surhetsgrad. Upptäckten av fosfin skulle kunna indikera utomjordiskt atmosfärsburet liv av detta slag.
* “När vi såg de första tecknen på fosfin i Venusatmosfären var det en chock!” säger forskningsledaren Jane Greaves vid Cardiffs universitet i Storbritannien, som var den förste att notera tecken på fosfin i observationer gjorda med James Clerk Maxwellteleskopet (JCMT), som drivs av East Asian Observatory på Hawaii.

* En bekräftelse av observationerna krävde de 45 antennerna i Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, ett betydligt känsligare teleskop där Europeiska Sydobservatoriet (ESO) är en partner. Båda teleskopen observerade Venus vid en våglängd av cirka 1 millimeter, mycket längre än de våglängder som ögat är känsligt för och som bara teleskop på hög höjd kan detektera.
 
* Det internationella forskarlaget, med deltagare från Storbritannien, USA och Japan, uppskattar att fosfin (som består av väte och fosfor, PH3) förekommer i mycket små mängder, endast cirka 20 på en miljard molekyler i atmosfären. Forskarna gjorde beräkningar för att kunna avgöra om den observerade halten skulle kunna produceras av icke-biologiska processer på planeten. Bland de produktionsmöjligheter som utforskades var solljus, mineraler från ytan, vulkaner och blixturladdningar, men ingen av dessa kunde producera på långt när tillräckliga halter. Tillsammans bidrog dessa icke-biologiska processer till endast en tusendel av den observerade fosfinhalten som detekterades i Venusatmosfären.
 
* För att ge upphov till den observerade fosfinhalten på Venus skulle jordiska organismer behöva frigöra ämnet på omkring 10 % av sin maximala nivå, enligt forskarna. Jordbakterier tillverkar fosfin genom att ta upp fosfat från mineraler eller biologiskt material och addera väte, vilket slutligen resulterar i fosfin. Eventuella organismer på Venus skulle säkerligen vara mycket olika sina jordiska motsvarigheter, men de skulle också kunna vara källan till fosfin i atmosfären.
* Även om upptäckten kom som en överraskning är astronomerna säkra på detektionen av fosfin. “Till vår stora lättnad var förhållandena goda för ALMA att utföra uppföljande observationer när Venus stod i en fördelaktigt läge sett från jorden. Databehandlingen av observationerna var svår eftersom ALMA normalt inte är optimerat för att observera så ljusstarka objekt som Venus” säger Anita Richards vid UK ALMA Regional Center och Manchesters universitet, som ingick i forskarlaget. “Vi fann slutligen att båda observatorierna hade detekterat samma sak − en svag absorption vid våglängden för fosfingas som uppstår när molekylerna tar upp strålning från lägre och varmare atmosfärslager” tillägger Greaves, som ledde den studie som presenteras i dagens nummer av Nature Astronomy.

Så här ser det märkliga radiolängdsbaserade  ”upptäckarteleskopets” yttre ut, alltså  James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) på  Hawaii. Bildkälla: Will Montgomery, EAO-JCMT


 
* En annan av forskarna, Clara Sousa Silva vid Massachusetts Institute of Astronomy, USA, har undersökt fosfinets roll som biosignatur för liv i syrefria miljöer på planeter kring andra stjärnor, eftersom andra processer ger upphov till så små halter av ämnet. “Att hitta fosfin på Venus var en oväntad bonus! Upptäckten ger upphov till en mängd frågor, som hur producerande organismer skulle kunna överleva på Venus. På jorden kan vissa mikrober överleva vid syrahalter av omkring 5%, medan molnen på Venus nästan uteslutande utgörs av syra”, berättar hon.
 
* Forskarlaget tror att upptäckten är signifikant då de kan utesluta många alternativa sätt att producera fosfin, men de medger att steget därifrån till att konstatera att liv förekommer kräver mycket mer arbete. Även om molnen på Venus har temperaturer upp till behagliga 30 grader Celsius har de en extremt hög syrahalt − omkring 95% svavelsyra  − vilket utgör ett avsevärt hinder för mikrober.
 
* ESO-astronomen, tillika ALMA European Operations Manager, Leonardo Testi, som inte ingick i forskarlaget, kommenterar: “Icke-biologisk produktion av fosfin på Venus är utesluten baserad på vår nuvarande förståelse av fosfinkemin i atmosfären på stenplaneter. En bekräftelse av liv på Venus skulle vara ett genombrott för astrobiologin. Av denna anledning är det nödvändigt att följa upp detta spännande resultat med teoretiska och observationella studier för att utesluta möjligheten av fosfin i sådana miljöer kan ha ett kemiskt ursprung som är olikt det på jorden”.
 
* Ytterligare observationer av Venus och steniga planeter bortom vårt eget solsystem, bland annat med ESO:s kommande Extremely Large Telescope, kan bidra till ytterligare ledtrådar om ämnets ursprung och sökandet efter liv bortom jorden.
Mer information
* Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus” i Nature Astronomy.
 
* Forskarlaget utgörs av Jane S. Greaves (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK [Cardiff]), Anita M. S. Richards (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, The University of Manchester, UK), William Bains (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA [MIT]), Paul Rimmer (Department of Earth Sciences and Cavendish Astrophysics, University of Cambridge and MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK), Hideo Sagawa (Department of Astrophysics and Atmospheric Science, Kyoto Sangyo University, Japan), David L. Clements (Department of Physics, Imperial College London, UK [Imperial]), Sara Seager (MIT), Janusz J. Petkowski (MIT), Clara Sousa-Silva (MIT), Sukrit Ranjan (MIT), Emily Drabek-Maunder (Cardiff och Royal Observatory Greenwich, London, UK), Helen J. Fraser (School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK), Annabel Cartwright (Cardiff), Ingo Mueller-Wodarg (Imperial), Zhuchang Zhan (MIT), Per Friberg (EAO/JCMT), Iain Coulson (EAO/JCMT), E’lisa Lee (EAO/JCMT) och Jim Hoge (EAO/JCMT).
 
* En relaterad artikel av några av forskarlagets medlemmar med titeln “The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere”, publicerades i tidskriften Astrobiology i augusti 2020. Ytterligare en relaterad studie av några av forskarlagets medlemmar, ”Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres”, publicerades i Astrobiology i januari 2020.

Denna nya bild från ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, där ESO är en partner, visar planeten Venus.
 De diffusa fläckarna på planetens skiva orsakas möjligen av interferometerns svårigheter att studera ett så ljusstarkt objekt som Venus. Källa:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al
.

PS måndag 14.9

Det måste erkännas att tunga forskare är skeptiska. I kväll kommenterade t ex britternas Astronomer Royal, Sir Martin Rees  i BBC World saken och var inte hundra övertygad om den biologiska kopplingen.

Rees var väldigt tydlig och pedagogisk: Finns det liv på Venus – och har funnits på  Mars? – finns det liv överallt i universum. Finns det bara liv i vårt solsystem på jorden kanske vi är helt unika.

Jag gillar hans skeptiska hållning.

Lämna ett svar