Möglicher Marker für das Leben auf der Venus entdeckt

„Als wir die ersten Hinweise von Phosphin in Venus Spektrum bekommen, war es ein Schock !,“, sagt Teamleiter Jane Greaves von der Universität Cardiff in Großbritannien, den ersten spotted Anzeichen von Phosphin in Beobachtungen aus dem James Clerk Maxwell Teleskop (JCMT), von der ostasiatischen Observatory, in Hawai'i betrieben. Bestätigung ihre Entdeckung erforderlich 45 Antennen des Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) in Chile mit, ein empfindlicherer Teleskop, in dem der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist ein Partner. Beiden Einrichtungen beobachteten Venus bei einer Wellenlänge von etwa 1 Millimeter, viel länger als das menschliche Auge sehen kann, nur Teleskope in großer Höhe können es effektiv erfassen.

Das internationale Team, die Forscher aus dem Vereinigten Königreich, die USA und Japan umfasst, schätzt, dass Phosphin bei einer geringen Konzentration in den Venuswolken vorhanden ist, nur etwa zwanzig Moleküle in jeder Milliarde. Im Anschluss an ihre Beobachtungen, liefen sie Berechnungen, um zu sehen, ob diese Mengen aus natürlichen nicht-biologischen Prozessen auf dem Planeten kommen könnten. Einige Ideen enthielten Sonnenlicht, Mineralien geblasen nach oben von der Oberfläche, Vulkanen oder Blitzschlag, aber keiner von ihnen können irgendwo in der Nähe genug davon machen. Diese nicht-biologischen Quellen wurden höchstens ein Zehntausendstel der Menge von Phosphin machen festgestellt, dass die Teleskope Säge.

Um die beobachtete Menge an Phosphin zu erzeugen (die aus Wasserstoff und Phosphor besteht) auf Venus, würden terrestrische Organismen nur bei etwa 10% ihrer maximalen Produktivität arbeiten müssen, entsprechend dem Team. Erde Bakterien werden zu machen Phosphin bekannt: sie nehmen Phosphat aus Mineralien oder biologischem Material, fügen Wasserstoff, und schließlich Phosphin auszustoßen. Alle Organismen auf der Venus werden wahrscheinlich sehr unterschiedlich sein, um ihre Erde Cousins, aber sie könnten auch die Quelle von Phosphin in der Atmosphäre.

Während die Entdeckung von Phosphin in Venuswolken als Überraschung kam, sind die Forscher in ihrem Nachweis zuversichtlich. „Zu unserer großen Erleichterung waren die Bedingungen gut ALMA für Nachbeobachtung während Venus in einem geeigneten Winkel zur Erde war. Die Verarbeitung der Daten waren heikel, suchen aber, wie ALMA nicht in der Regel für sehr subtile Effekte in sehr hellen Objekten wie Venus“, sagt Teammitglied Anita Richards der britischen ALMA Regional Center und der University of Manchester. „Am Ende haben wir festgestellt, dass beide Observatorien das gleiche gesehen hatte, schwache Absorption bei der richtigen Wellenlänge Phosphin Gas zu sein, wo die Moleküle durch den wärmeren Wolken unterhalb von hinten beleuchtet werden“, ergänzt Greaves, der die Studie heute veröffentlicht in Nature Astronomie.

Ein weiteres Teammitglied, Clara Sousa Silva des Massachusetts Institute of Technology in den USA hat Phosphin als „Biosignatur“ Gas von Nicht-Sauerstoff-unter Verwendung des Lebens auf Planeten um andere Sterne untersucht, da normale Chemie so wenig davon macht. Sie kommentiert: „Finding Phosphin auf der Venus war ein unerwarteter Bonus Die Entdeckung wirft viele Fragen auf, wie zum Beispiel, wie alle Organismen überleben könnten auf der Erde, einige Mikroben mit bis zu etwa 5% der Säure in ihrer Umgebung bewältigen, aber die Wolken. Venus ist fast ausschließlich aus Säure hergestellt.“

Das Team glaubt, dass ihre Entdeckung ist bedeutsam, weil sie viele alternative Möglichkeiten ausschließen können Phosphin zu machen, aber sie erkennen an, dass das Vorhandensein von „Leben“ bestätigt viel mehr Arbeit benötigt. Obwohl die hohen Wolken der Venus Temperaturen bis zu einem angenehmen 30 Grad Celsius, sind sie unglaublich sauer, etwa 90% Schwefelsäure, wichtige Fragen für alle Mikroben aufwirft versuchen, dort zu überleben.

ESO-Astronom und ALMA European Operations Manager Leonardo Testi, der nicht in der neuen Studie beteiligt war, sagt: „Die nicht-biologische Produktion von Phosphin auf der Venus durch unser gegenwärtiges Verständnis von Phosphin Chemie in felsigen Planeten Atmosphären ausgeschlossen Sicherung der Existenz. Leben auf der Venus-Atmosphäre wäre ein großer Durchbruch für Astrobiologie sein, daher ist es wichtig, sich auf diese spannende Ergebnis mit theoretischen und Beobachtungsstudien Follow-up die Möglichkeit auszuschließen, dass Phosphin auf felsigen Planeten auch einen chemischen Ursprungs anders als auf der Erde haben kann. "

Weitere Beobachtungen von Venus und von Gesteinsplaneten außerhalb unseres Sonnensystems, einschließlich der mit der ESO bevorstehenden Extremely Large Telescope, sammeln kann helfen Hinweise, wie Phosphin auf sie stammen und auf Anzeichen von Leben außerhalb der Erde zur Suche beitragen.

Diese Forschung wurde in der Zeitung „Phosphin Gas in der Cloud Decks der Venus“ präsentiert in der Natur Astronomie erscheinen.

Das Team besteht aus Jane S. Greaves (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK [Cardiff]), Anita MS Richards (Jodrell Bank Center für Astrophysik, The University of Manchester, UK), William Bains (Department für Geo-, Atmosphärisch, und Planetologie, Massachusetts Institute of Technology, USA [MIT]), Paul Rimmer (Department of Earth Sciences und Cavendish Astrophysik, Universität Cambridge und MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK), Hideo Sagawa (Institut für Astrophysik und Atmospheric Science, Kyoto Sangyo University, Japan), David L. Clement (Institut für Physik, Imperial College London, UK [Kaiser]), Sara Seager (MIT), Janusz J. Petkowski (MIT), Clara Sousa-Silva (MIT) , Sukrit Ranjan (MIT), Emily Drabek-Maunder (Cardiff und Royal Observatory Greenwich, London, UK), Helen J. Fraser (School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK), Annabel Cartwright (Cardiff), Ingo Mueller-Wodarg (Kaiser), Zhuchang Zhan (MIT), Per Friberg (EAO / JCMT), Iain Coulson (EAO / JCMT), E'lisa Lee (EAO / JCMT) und Jim Hoge (EAO / JCMT).

Ein begleitendes Papier von einigen Teammitgliedern, mit dem Titel „Die Venusian Untere Atmosphäre Haze als Depot für Desiccated Microbial Life: Ein vorgeschlagene Lebenszyklus für Persistenz der Venusian Luft Biosphäre“ wurde im August 2020 Ein andere verwandte Studie von einigen in Astrobiology veröffentlicht von den gleichen Autoren, „Phosphin als Biosignatur Gas in Exoplanet Atmospheres“ wurde in Astrobiology im Januar 2020 veröffentlicht.