Die Atmosphäre der Venus zeigt mögliche Lebenszeichen – wieder einmal, sagen Wissenschaftler

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Vor vier Jahren, Eine unerwartete Entdeckung In den Wolken der Venus stieß es auf ein Gas, das auf Leben auf der Erde hinweist: Phosphin. Streitverdienen Verweise Bei späteren Beobachtungen gelang es mir nicht, mit ihren Ergebnissen übereinzustimmen.

Jetzt ist das gleiche Team, das hinter der Entdeckung steckt, mit weiteren Beobachtungen zurück, die es erstmals am 17. Juli auf einem Treffen der Royal Astronomical Society in Hull, England, vorstellte. Letztendlich werden diese Beobachtungen die Grundlage für eine oder mehrere wissenschaftliche Studien bilden, und diese Arbeit hat bereits begonnen.

Forscher sagen, dass die Daten stärkere Beweise für das Vorhandensein von Phosphin in den Wolken der Venus, unserem nächsten Planeten, enthalten. Er wird manchmal Planet Erde genannt. Der böse ZwillingDieser Planet hat eine ähnliche Größe wie unser Planet, weist jedoch Oberflächentemperaturen auf, die Blei schmelzen lassen, und Wolken aus ätzender Schwefelsäure.

Die Arbeit nutzte einen neuen Empfänger, der an einem der für die Beobachtungen verwendeten Instrumente, dem James Clerk Maxwell Telescope auf Hawaii, montiert war, was dem Team mehr Vertrauen in seine Ergebnisse gab. „Es gibt auch viele der gleichen Daten“, sagte Dave Clements, Dozent für Astrophysik am Imperial College London.

„Wir haben drei Überwachungskampagnen durchgeführt und in nur einer Kampagne das 140-fache der Daten erhalten, die wir bei der ursprünglichen Entdeckung erhalten hatten. Was wir bisher erhalten haben, zeigt, dass wir erneut Phosphin entdeckt haben“, sagte er.

Ein separates Team, an dem auch Clements beteiligt war, lieferte den Beweis für das Vorhandensein eines anderen Gases, Ammoniak.

„Das ist wichtiger als die Entdeckung von Phosphin“, fügte er hinzu. „Wir sind noch weit davon entfernt, dies zu sagen, aber wenn es Leben auf der Venus gibt, das Phosphin produziert, haben wir keine Ahnung, warum es es produzieren sollte.“ Es gibt Leben auf der Venus. „Sie produzieren Ammoniak, also haben wir eine Idee, warum sie Ammoniak einatmen wollen.“

Auf der Erde ist Phosphin ein giftiges, übelriechendes Gas, das bei der Zersetzung organischer Stoffe oder Bakterien entsteht, während Ammoniak ein stechend riechendes Gas ist, das natürlicherweise in der Umwelt vorkommt und am Ende des Zersetzungsprozesses ebenfalls größtenteils von Bakterien produziert wird von pflanzlichen und tierischen Abfällen.

„Phosphin wurde in der Saturnatmosphäre entdeckt, aber das ist nicht unerwartet, da Saturn ein riesiger Gasplanet ist“, sagte Clements. „In seiner Atmosphäre gibt es eine große Menge Wasserstoff, daher sind alle wasserstoffbasierten Verbindungen wie Phosphin oder.“ Ammoniak, dort dominieren.“

Gesteinsplaneten wie die Erde, die Venus und der Mars haben jedoch Atmosphären, in denen die Chemie von Sauerstoff dominiert wird, weil sie nicht genug Masse hatten, um den Wasserstoff aufrechtzuerhalten, den sie bei ihrer ursprünglichen Entstehung hatten, und dieser Wasserstoff entwich.

Daher ist es unerwartet, diese Gase auf der Venus zu finden. „Nach allen normalen Erwartungen sollten sie nicht dort sein“, sagt Clements. „Phosphin und Ammoniak wurden als Biomarker vorgeschlagen, auch auf Exoplaneten. Daher ist es auch auf dieser Grundlage interessant, sie zu finden.“ „Als wir 2020 die Phosphin-Ergebnisse veröffentlichten, war das eine Überraschung, was völlig verständlich ist.“

Nachfolgende Studien stellten die Ergebnisse in Frage und legten nahe, dass Phosphin tatsächlich ein gewöhnliches Gas sei. Schwefeldioxid. Daten von anderen Tools als denen, die Clements‘ Team nutzt – z.B Raumsonde Venus ExpressDie Infrarot-Teleskopanlage der NASA Und jetzt ausgestorben Wetterobservatorium Sofia – Es gelang auch nicht, die Ergebnisse von Phosphin zu reproduzieren.

Aber Clements sagte, seine neuen Daten stammten von… Atacama Large Millimeter/submillimeter Array oder ALMAEs ist unwahrscheinlich, dass Schwefeldioxid ein Schadstoff ist und dass das Fehlen von Phosphin bei anderen Beobachtungen auf den Zeitpunkt zurückzuführen ist. „Es stellt sich heraus, dass alle unsere Beobachtungen, bei denen Phosphin entdeckt wurde, während des Übergangs der Atmosphäre der Venus von Nacht zu Tag gemacht wurden, und alle Beobachtungen, bei denen kein Phosphin gefunden wurde, während des Übergangs der Atmosphäre von Tag zu Nacht gemacht wurden.“ er sagte.

Tagsüber kann die ultraviolette Strahlung der Sonne Moleküle in der oberen Atmosphäre der Venus zersetzen. „Das ganze Phosphin wird gebacken, deshalb sieht man es nicht“, sagte Clements und fügte hinzu, dass die einzige Ausnahme das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie sei, das nachts Beobachtungen durchführte. Eine weitere Analyse dieser Daten durch Clements‘ Team ergab jedoch schwache Spuren des Moleküls, was die Theorie untermauerte.

Clements wies auch auf unabhängige Angelegenheiten hin Forschung Von einer Gruppe unter der Leitung von Rakesh Mogul, Professor für Chemie und Biochemie am Caltech, Pomona. Mogul analysierte alte Daten aus dem NASA-Programm erneut Die große Pioneer-Venus-Sondedas 1978 in die Atmosphäre des Planeten gelangte.

„Die Bilder zeigten das Vorhandensein von Phosphin in den Wolken der Venus im ppm-Bereich, was ziemlich genau dem entspricht, was wir entdeckt haben“, sagte Clements. „Es fängt also an, zusammenzukommen, aber wir wissen immer noch nicht, was es produziert.“ “

Anhand von Daten der großen Pioneer-Venus-Sonde veröffentlichte das von Mogul geleitete Team im Jahr 2021 „einen überzeugenden Beweis für das Vorhandensein von Phosphin tief in der Wolkenschicht (der Venus)“, bestätigte Mogul in einer E-Mail. „Bisher sind unsere Analysen in der wissenschaftlichen Literatur unangefochten. Dies steht in scharfem Gegensatz zu Teleskopbeobachtungen, die weiterhin umstritten sind“, sagte Mogul, der nicht an der Forschung von Clements‘ Team beteiligt war.

Das Vorhandensein von Ammoniak auf der Venus wäre eine noch überraschendere Entdeckung. Jane Greaves, Professorin für Astronomie an der Universität Cardiff im Vereinigten Königreich, präsentierte die Ergebnisse bei Vorträgen in Hull und wird die Grundlage für eine separate wissenschaftliche Arbeit bilden, die Daten des Green Bank Telescope in West Virginia verwendet.

Clements sagte, die Wolken der Venus bestünden aus Tröpfchen, aber es seien keine Wassertropfen. Darin befindet sich Wasser, aber auch viel gelöstes Schwefeldioxid, das sich in hochkonzentrierte Schwefelsäure verwandelt – eine stark ätzende Substanz, die bei starker Belastung für den Menschen tödlich sein kann. „Es ist so konzentriert, dass es unseres Wissens mit keinem Leben, das wir auf der Erde kennen, kompatibel wäre, einschließlich Extremophiler, die sehr saure Umgebungen mögen“, sagte er und bezog sich dabei auf Organismen, die extreme Umweltbedingungen überleben können .

Allerdings kann das Ammoniak in diesen Säuretropfen als Puffer wirken und den Säuregehalt auf ein Niveau senken, das so niedrig ist, dass einige bekannte terrestrische Bakterien überleben können, fügte Clements hinzu.

„Das Spannende daran ist, ob es eine Art mikrobielles Leben gibt, das Ammoniak produziert, denn das wäre eine elegante Möglichkeit für es, seine eigene Umgebung zu regulieren“, sagte Greaves bei den Vorträgen der Royal Astronomical Society weniger sauer und lebensfähiger, bis zu dem Punkt: „Einige der extremsten Orte auf der Erde werden sauer – es ist also nicht völlig verrückt.“

Mit anderen Worten: Die Rolle von Ammoniak ist einfacher zu erklären als die von Phosphin. „Wir verstehen, warum Ammoniak für das Leben nützlich sein könnte“, sagt Clements. „Wir verstehen nicht, wie Ammoniak hergestellt wird, genauso wenig wie wir nicht verstehen, wie Phosphin hergestellt wird, aber wenn Ammoniak vorhanden ist, wird es eine Funktion haben.“ Zweck, den wir verstehen können.“

Greaves warnte jedoch davor, dass das Vorhandensein von Phosphin und Ammoniak kein Beweis für mikrobielles Leben auf der Venus sei, da zu viele Informationen über den Zustand des Planeten fehlen. „Es gibt noch viele andere Prozesse, die passieren könnten, und wir haben keine fundierte Aussage darüber, ob dieser Prozess möglich ist oder nicht“, sagte sie und bezog sich dabei auf schlüssige Beweise, die nur aus direkten Beobachtungen aus dem Inneren des Planeten stammen können Atmosphäre.

Eine Möglichkeit, solche Beobachtungen zu machen, besteht darin, die Europäische Weltraumorganisation davon zu überzeugen, einige der Instrumente an Bord einzuschalten. Entdecker der Eismonde des Jupiter ——Eine Sonde ist auf dem Weg zum Jupitersystem——wenn ​​sie irgendwann im nächsten Jahr in der Nähe der Venus vorbeifliegt. Aber bessere Daten werden kommen Da Vincieine orbitale und atmosphärische Sonde, die die NASA zur Venus starten will Anfang der 1930er Jahre.

Aus wissenschaftlicher Sicht seien die neuen Daten zu Phosphin und Ammoniak interessant, verdienen aber vorsichtigen Optimismus, sagte Javier Martin Torres, Professor für Planetenwissenschaften an der Universität Aberdeen im Vereinigten Königreich. Er leitete eine Studie veröffentlicht Im Jahr 2021 erschien eine Studie, die die Phosphin-Ergebnisse in Frage stellte und postulierte, dass Leben in den Wolken der Venus nicht möglich sei.

„Unsere Arbeit unterstreicht die rauen und unwirtlichen Bedingungen in der Atmosphäre der Venus“, sagte Martin Torres in einer E-Mail. „Die Entdeckung von Ammoniak, das Schwefelsäurewolken und Phosphin, eine potenzielle biologische Signatur, neutralisieren kann, stellt unser Verständnis in Frage und legt nahe.“ dass mehr chemische Prozesse… „So komplex dies auch sein mag, es ist entscheidend, dass wir diese Erkenntnisse durch strenge und umfassende wissenschaftliche Untersuchungen angehen.“

Er fügte hinzu, dass die Ergebnisse neue Wege für die Forschung eröffnen, sie jedoch mit einer gesunden Portion Skepsis betrachtet werden müssen. Er sagte, dass die Entdeckung von Phosphin und Ammoniak in den Wolken der Venus zwar aufregend sei, aber nur der Anfang einer längeren Reise sei, um die Geheimnisse der Atmosphäre des Planeten zu lüften.

Dr. Kate Battle, Dozentin am Fachbereich Physik und Astronomie am University College London, sagte, das derzeitige Verständnis der Wissenschaftler über die Atmosphärenchemie der Venus könne das Vorhandensein von Phosphin nicht erklären. „Es ist wichtig anzumerken, dass das Team hinter den Phosphinmessungen nicht behauptet, Leben auf der Venus gefunden zu haben“, sagte Patel in einer E-Mail deuten auf das Vorhandensein von Chemie hin.“ Eine Atmosphäre der Venus, die wir noch nicht verstehen.

Patel fügte hinzu, dass die Ammoniakentdeckung spannend wäre, wenn sie bestätigt würde, denn Ammoniak und Schwefelsäure dürften nicht ohne einen Prozess koexistieren können – ob vulkanisch, biologisch oder etwas, das noch nicht in Betracht gezogen wurde –, der die Ammoniakproduktion selbst antreibt.

Diese beiden Ergebnisse seien nur vorläufig und bedürfen einer unabhängigen Bestätigung, aber sie machten bevorstehende Missionen zur Venus wie Jupiters Icy Moons Explorer und Da Vinci interessant, schlussfolgerte sie.

„Diese Missionen könnten Antworten auf Fragen liefern, die durch aktuelle Beobachtungen aufgeworfen wurden, und werden uns sicherlich faszinierende neue Einblicke in die Atmosphäre unseres nächsten Nachbarn und seine Fähigkeit, Leben zu beherbergen, liefern“, sagte Patel.