science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De detectie van fosfine in Venuswolken is een groot probleem, en hier is hoe we erachter kunnen komen of het echt leven is

Een radarmozaïekbeeld van Venus. Krediet:NASA.gov

Op 14 september 2020, een nieuwe planeet werd toegevoegd aan de lijst van potentieel bewoonbare werelden in het zonnestelsel:Venus.

fosfine, een giftig gas bestaande uit één fosfor en drie waterstofatomen (PH₃), gewoonlijk geproduceerd door organische levensvormen, maar verder moeilijk te maken op rotsachtige planeten, werd ontdekt in de middelste laag van de atmosfeer van Venus. Dit verhoogt de verleidelijke mogelijkheid dat er iets leeft op onze planetaire buur. Met deze ontdekking, Venus voegt zich bij de verheven gelederen van Mars en de ijzige manen Enceladus en Europa tussen planetaire lichamen waar ooit leven heeft bestaan, of misschien zelfs vandaag nog doen.

Ik ben een planetaire wetenschapper en iets van een Venus-evangelical. Deze ontdekking is een van de meest opwindende die in een zeer lange tijd over Venus is gedaan - en opent een nieuwe reeks mogelijkheden voor verdere verkenning op zoek naar leven in het zonnestelsel.

Atmosferische mysteries

Eerst, het is van cruciaal belang erop te wijzen dat deze detectie niet betekent dat astronomen buitenaards leven hebben gevonden in de wolken van Venus. verre van, in feite.

Hoewel het ontdekkingsteam fosfine op Venus identificeerde met twee verschillende telescopen, helpen om de eerste detectie te bevestigen, fosfinegas kan het gevolg zijn van verschillende processen die geen verband houden met het leven, zoals bliksem, meteoorinslagen of zelfs vulkanische activiteit.

Venus zoals gezien in het infrarood door het Japanse Akatsuki-ruimtevaartuig. De warme kleuren komen van de hete lagere atmosfeer die gloeit door de koelere wolkenlagen erboven. Krediet:JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic. JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic

Echter, de hoeveelheid fosfine die in de wolken van Venus wordt gedetecteerd, lijkt veel groter te zijn dan die processen kunnen genereren, waardoor het team tal van anorganische mogelijkheden kan uitsluiten. Maar ons begrip van de chemie van de atmosfeer van Venus ontbreekt ernstig:slechts een handvol missies is door het onherbergzame, door koolstofdioxide gedomineerde atmosfeer om monsters te nemen tussen de wereldwijde laag zwavelzuurwolken.

Dus wij planetaire wetenschappers worden geconfronteerd met twee mogelijkheden:of er is een soort leven in de Venuswolken, het genereren van fosfine, of er vindt daar onverklaarde en onverwachte chemie plaats. Hoe komen we erachter welke het is?

Eerst en vooral, we hebben meer informatie nodig over de overvloed aan PH₃ in de atmosfeer van Venus, en we kunnen hier iets over leren van de aarde. Net zoals het ontdekkingsteam deed, bestaande telescopen die fosfine kunnen detecteren rond Venus kunnen worden gebruikt voor vervolgwaarnemingen, om zowel de eerste bevinding definitief te bevestigen als uit te zoeken of de hoeveelheid PH₃ in de atmosfeer met de tijd verandert. parallel, er is nu een enorme kans om laboratoriumwerk uit te voeren om beter inzicht te krijgen in de soorten chemische reacties die mogelijk op Venus mogelijk zijn - waarover we momenteel zeer beperkte informatie hebben.

Een model van het Sovjet Vega 1-ruimtevaartuig in het Udvar-Hazy Center, Dulles internationale luchthaven. Vega 1 droeg een ballon naar Venus op weg naar de komeet van Halley in 1985. Credit:Daderot

Nog een keer tot de breuk

Maar metingen op en vanaf de aarde kunnen ons slechts tot zo ver brengen. Om echt tot de kern van dit mysterie te komen, we moeten terug naar Venus. Ruimtevaartuigen uitgerust met spectrometers die fosfine vanuit een baan om de aarde kunnen detecteren, kunnen naar de tweede planeet worden gestuurd met het uitdrukkelijke doel om te karakteriseren waar, en hoe veel, van dit gas is er. Omdat ruimtevaartuigen vele jaren in de baan van Venus kunnen overleven, we zouden continue waarnemingen kunnen doen met een speciale orbiter over een veel langere periode dan met telescopen op aarde.

Maar zelfs orbitale gegevens kunnen ons niet het hele verhaal vertellen. Om volledig grip te krijgen op wat er op Venus gebeurt, we moeten echt in de atmosfeer komen. En dat is waar hoogwerkers van pas komen. In staat om boven een groot deel van de zure wolkenlaag te werken - waar de temperatuur en druk bijna aards zijn - voor mogelijk maanden achter elkaar, ballonnen of vliegende vleugels zouden daar gedetailleerde metingen van de atmosferische samenstelling kunnen uitvoeren. Deze vaartuigen zouden zelfs het soort instrumenten kunnen dragen dat wordt ontwikkeld om naar leven op Europa te zoeken. Op dat punt, de mensheid kan eindelijk definitief zeggen of we ons zonnestelsel delen met het leven van Venus.

Een concept voor een hoogwerker op Venus. Twee verbonden ballonnen kunnen om de beurt worden opgeblazen, waardoor de ballon de hoogte kan regelen waarop hij drijft. Onder de ballonnen zou dan een instrumentenpakket komen te hangen. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Een nieuwe dageraad voor de verkenning van Venus?

Eenendertig jaar zijn verstreken sinds de Verenigde Staten voor het laatst een speciale missie naar Venus stuurden. Dat zou snel kunnen veranderen, aangezien NASA aan het eind van de jaren 2020 twee van de vier missies overweegt, gericht op Venus. Een, genaamd VERITAS, zou een krachtige radar hebben om door de dikke wolken te turen en ongekende afbeeldingen met een hoge resolutie van het oppervlak terug te sturen. De andere, DAVINCI+, door de atmosfeer zou duiken, bemonsteren de lucht terwijl het daalde, misschien zelfs in staat om eventueel aanwezig fosfine te ruiken. NASA is van plan om in april 2021 ten minste één missie te kiezen.

Ik heb eerder gepleit voor een terugkeer naar Venus, en zal dat blijven doen. Zelfs zonder deze laatste wetenschappelijke ontdekking, Venus is een aantrekkelijk verkenningsdoel, met verleidelijk bewijs dat de planeet ooit oceanen had en misschien zelfs een hels lot onderging door toedoen van zijn eigen vulkaanuitbarstingen.

Maar met de detectie van een potentiële biomarker in de atmosfeer van Venus, we hebben nu nog een andere belangrijke reden om terug te keren naar de wereld, oude Griekse astronomen genaamd Fosfor - een naam voor Venus die, het blijkt, is wonderbaarlijk vooruitziend.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.