Een internationaal team van astronomen, onder leiding van professor Jane Greaves van de Universiteit van Cardiff, kondigde vandaag de ontdekking aan van een zeldzaam molecuul - fosfine - in de wolken van Venus. Op aarde, dit gas wordt alleen industrieel gemaakt, of door microben die gedijen in zuurstofvrije omgevingen.

Astronomen speculeren al tientallen jaren dat hoge wolken op Venus een thuis zouden kunnen bieden voor microben - vrij van het verzengende oppervlak zwevend, maar moet nog steeds een zeer hoge zuurgraad verdragen. De detectie van fosfinemoleculen, die bestaan ​​uit waterstof en fosfor, zou kunnen wijzen op dit buitenaardse 'lucht' leven. De nieuwe ontdekking wordt beschreven in een paper in Natuurastronomie .

Het team gebruikte eerst de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) in Hawaï om de fosfine te detecteren, en kregen vervolgens de tijd om hun ontdekking te vervolgen met 45 telescopen van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Beide faciliteiten observeerden Venus op een golflengte van ongeveer 1 millimeter, veel langer dan het menselijk oog kan zien - alleen telescopen op grote hoogte kunnen deze golflengte effectief detecteren.

Professor Greaves zegt:"Dit was een experiment gemaakt uit pure nieuwsgierigheid, echt - profiteren van de krachtige technologie van JCMT, en nadenken over toekomstige instrumenten. Ik dacht dat we extreme scenario's konden uitsluiten, alsof de wolken vol organismen zitten. Toen we de eerste hints van fosfine in het spectrum van Venus kregen, het was een schok!"

Natuurlijk voorzichtig met de eerste bevindingen, Greaves en haar team waren verheugd om drie uur tijd te krijgen bij het gevoeligere ALMA-observatorium. Slecht weer zorgde voor een frustrerende vertraging, maar na zes maanden gegevensverwerking, de ontdekking werd bevestigd.

Teamlid Dr. Anita Richards, van het UK ALMA Regional Centre en de University of Manchester, voegt toe:"Tot onze grote opluchting, de omstandigheden waren bij ALMA goed voor vervolgwaarnemingen, terwijl Venus zich in een geschikte hoek met de aarde bevond. Het verwerken van de gegevens was lastig, Hoewel, aangezien ALMA meestal niet op zoek is naar zeer subtiele effecten in zeer heldere objecten zoals Venus."

Greaves voegt toe:"Uiteindelijk we ontdekten dat beide observatoria hetzelfde hadden gezien - zwakke absorptie op de juiste golflengte om fosfinegas te zijn, waar de moleculen worden verlicht door de warmere wolken eronder."

Professor Hideo Sagawa van de Kyoto Sangyo University gebruikte vervolgens zijn modellen voor de atmosfeer van Venus om de gegevens te interpreteren. vinden dat fosfine aanwezig maar schaars is - slechts ongeveer twintig moleculen in elke miljard.

De astronomen voerden vervolgens berekeningen uit om te zien of het fosfine afkomstig kon zijn van natuurlijke processen op Venus. Ze waarschuwen dat sommige informatie ontbreekt - in feite, de enige andere studie van fosfor op Venus kwam van één lander-experiment, uitgevoerd door de Sovjet Vega 2 missie in 1985.

Wetenschapper van het Massachusetts Institute of Technology, Dr. William Bains, leidde het onderzoek naar natuurlijke manieren om fosfine te maken. Sommige ideeën omvatten zonlicht, mineralen die van het oppervlak naar boven worden geblazen, vulkanen, of bliksem, maar geen van deze kon er ook maar in de buurt van komen. Natuurlijke bronnen bleken hooguit een tienduizendste te maken van de hoeveelheid fosfine die de telescopen zagen.

Om de waargenomen hoeveelheid fosfine op Venus te creëren, terrestrische organismen zouden slechts aan ongeveer 10% van hun maximale productiviteit hoeven te werken, volgens berekeningen van Dr. Paul Rimmer van Cambridge University. Alle microben op Venus zullen echter waarschijnlijk heel anders zijn dan hun aardse neven, om te overleven in hyperzure omstandigheden.

Aardbacteriën kunnen fosfaatmineralen opnemen, waterstof toevoegen, en uiteindelijk fosfinegas verdrijven. Het kost ze energie om dit te doen, dus waarom ze het doen is niet duidelijk. De fosfine kan gewoon een afvalproduct zijn, maar andere wetenschappers hebben doelen voorgesteld zoals het afweren van rivaliserende bacteriën.

Een ander MIT-teamlid, Dr. Clara Sousa Silva, dacht ook aan het zoeken naar fosfine als een 'biosignature' gas van niet-zuurstofverbruikend leven op planeten rond andere sterren, omdat de normale scheikunde er zo weinig van maakt.

Ze merkt op:"Het vinden van fosfine op Venus was een onverwachte bonus! De ontdekking roept veel vragen op, zoals hoe organismen zouden kunnen overleven. Op aarde, sommige microben kunnen tot ongeveer 5% van het zuur in hun omgeving aan, maar de wolken van Venus bestaan ​​bijna volledig uit zuur."

Andere mogelijke biosignaturen in het zonnestelsel kunnen bestaan, zoals methaan op Mars en water dat uit de ijzige manen Europa en Enceladus stroomt. op Venus, er is gesuggereerd dat donkere strepen waar ultraviolet licht wordt geabsorbeerd, afkomstig kunnen zijn van kolonies microben. Het Akatsuki-ruimtevaartuig, gelanceerd door de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA, brengt momenteel deze donkere strepen in kaart om meer te weten te komen over deze 'onbekende ultravioletabsorbeerder'.

Het team gelooft dat hun ontdekking belangrijk is omdat ze veel alternatieve manieren kunnen uitsluiten om fosfine te maken, maar ze erkennen dat het bevestigen van de aanwezigheid van 'leven' veel meer werk vereist. Hoewel de hoge wolken van Venus temperaturen hebben tot een aangename 30 graden Celsius, ze zijn ongelooflijk zuur - ongeveer 90% zwavelzuur - en vormen een groot probleem voor microben om daar te overleven. Professor Sara Seager en Dr. Janusz Petkowski, ook beide aan het MIT, onderzoeken hoe microben zich in druppeltjes kunnen afschermen.

Het team wacht nu reikhalzend op meer telescooptijd, bijvoorbeeld om vast te stellen of de fosfine zich in een relatief gematigd deel van de wolken bevindt, en om te zoeken naar andere gassen die met het leven te maken hebben. Nieuwe ruimtemissies kunnen ook naar onze naburige planeet reizen, en bemonster de wolken ter plaatse om verder te zoeken naar tekenen van leven.

Professor Emma Bunce, voorzitter van de Royal Astronomical Society, feliciteerde het team met hun werk, "Een belangrijke vraag in de wetenschap is of er leven buiten de aarde bestaat, en de ontdekking door professor Jane Greaves en haar team is een belangrijke stap voorwaarts in die zoektocht. Ik ben bijzonder verheugd om te zien dat Britse wetenschappers zo'n belangrijke doorbraak leiden - iets dat een sterk argument vormt voor een terugkeer naar de ruimtemissie naar Venus."

Wetenschapsminister Amanda Solloway zei:"Venus spreekt al tientallen jaren tot de verbeelding van wetenschappers en astronomen over de hele wereld."

"Deze ontdekking is enorm opwindend, ons helpen ons begrip van het universum te vergroten en zelfs of er leven op Venus zou kunnen zijn. Ik ben ongelooflijk trots dat deze fascinerende detectie werd geleid door enkele van de Britse vooraanstaande wetenschappers en ingenieurs die gebruik maakten van ultramoderne faciliteiten die op onze eigen bodem waren gebouwd."