Venus Biosignatur könnte ein Fehler sein

Bereits im September letzten Jahres sorgten Astronomen für Furore, als sie die Entdeckung von Phosphin in der Atmosphäre der Venus ankündigten, das ein Lebenszeichen sein könnte. Neue Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die entdeckte Signatur durch ein anderes Gas erklärt werden kann, und dieses Gas ist für die Venus viel charakteristischer und zeigt kein Leben an.

Venus hat fast die gleiche Größe, Masse und Zusammensetzung wie die Erde und wird manchmal als die Schwester unseres Planeten bezeichnet, aber das ist überhaupt nicht der Fall. Unter einer dicken Atmosphäre von 96 Prozent Kohlendioxid hat die Oberfläche einen Bruchdruck von etwa dem 92-fachen des Drucks auf dem Meeresspiegel der Erde und eine Temperatur von 464 ° C.

Das reicht aus, um es von der Liste der Orte zu streichen, die Menschen besuchen sollten, aber Wissenschaftler haben angenommen, dass mikrobielles Leben in Höhen von 53 bis 62 km gedeihen kann, wo Temperaturen und Drücke viel günstiger sind.

Im September 2020 berichteten Forscher über neue Erkenntnisse, die diese Lebensmöglichkeit zu unterstützen schienen. Das britische Team scheint die spektrale Signatur von Phosphin in der Atmosphäre der Venus entdeckt zu haben, einem Molekül, das normalerweise von Bakterien und anderen Mikroben erzeugt wird und als potenzielle Biosignaturen für andere Planeten aufgeführt wurde.

Dies sorgte natürlich für Aufsehen - könnte einer unserer nächsten Nachbarn die Heimat des Lebens sein? Aber wie es sich für die Wissenschaft gehört, dauerte es nicht lange, bis andere Forscher Lücken in dieser Geschichte fanden. Eine unabhängige erneute Analyse der Daten zeigte, dass die verwendeten Verarbeitungsmethoden aufgrund von Hintergrundgeräuschen zu falsch positiven Ergebnissen führen können und dass das Phosphinsignal nicht stark genug ist, um statistisch signifikant zu sein.

In der neuen Studie untersuchte ein Team von Wissenschaftlern die ursprünglichen Radioteleskopbeobachtungen, die den angeblichen Phosphinnachweis stützten, erneut und fand einen wahrscheinlicheren Schuldigen.

"Anstelle von Phosphin in den Wolken der Venus stimmen die Daten mit einer alternativen Hypothese überein: Sie haben Schwefeldioxid nachgewiesen", sagt Victoria Meadows, Mitautorin der Studie. "Schwefeldioxid ist die dritthäufigste Chemikalie in der Atmosphäre der Venus und gilt nicht als Lebenszeichen."

Die Verwirrung ergibt sich aus der Tatsache, dass Phosphin und Schwefeldioxid Radiowellen mit ungefähr derselben Frequenz absorbieren. Im Jahr 2017 verwendete das ursprüngliche Team das James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), um ein Merkmal der Funkemission von Venus bei 266,94 GHz zu erkennen, das jedem von ihnen zugeordnet werden konnte. Daher setzten sie ihre Arbeit 2019 mit ALMA-Beobachtungen fort und kamen auf der Grundlage dieser Daten zu dem Schluss, dass der Schwefeldioxidgehalt in der Venusatmosphäre zu niedrig war, um das Signal zu erklären, und führten dies auf Phosphin zurück.

Für die neue Studie modellierten UW-Wissenschaftler die Atmosphäre der Venus und Signale von Phosphin und Schwefeldioxid in verschiedenen Höhenlagen. Anschließend modellierten sie, wie sie für die beiden verwendeten Radioteleskope aussehen würden, in den Konfigurationen, in denen sie sich zum Zeitpunkt der ersten Beobachtungen befanden.

In der Tat bevorzugt das Modell Schwefeldioxid auf zwei verschiedene Arten gegenüber Phosphin. Einerseits stammte die Strahlungsquelle aus viel höheren Schichten der Atmosphäre als das erste Team erwartet hatte - etwa 80 km über der Oberfläche. In dieser Höhe, in einer Region der Atmosphäre, die als Mesosphäre bezeichnet wird, würde Phosphin viel schneller zerfallen.

"Phosphin in der Mesosphäre ist in den Wolken der Venus noch zerbrechlicher als Phosphin", sagt Victoria Meadows. „Wenn das JCMT-Signal von Phosphin in der Mesosphäre stammt, müsste Phosphin etwa 100-mal schneller als Sauerstoff an die Mesosphäre abgegeben werden, um die Signalstärke und die Lebensdauer der Verbindung in dieser Höhe in Sekunden zu berücksichtigen. wird durch Photosynthese in die Erdatmosphäre gepumpt “.

Der zweite Punkt ist, dass die Forscher die Menge an Schwefeldioxid wahrscheinlich aufgrund einer unerwarteten Eigenart des Teleskops unterschätzt haben.

„Die ALMA-Antennenkonfiguration während der Beobachtungen von 2019 hat einen unerwünschten Nebeneffekt: Gase, die fast überall in der Atmosphäre der Venus zu finden sind - beispielsweise Schwefeldioxid - senden schwächere Signale aus als Gase, die in kleinerem Maßstab verteilt sind“, sagt Alex Akins. Mitautor der Studie. ...

Unter Berücksichtigung dieser beiden Punkte gelangte das neue Studienteam zu dem Schluss, dass das von den ursprünglichen Forschern festgestellte Signal höchstwahrscheinlich von Schwefeldioxid stammt. Es sieht so aus, als wäre dies Occams Rasiermesser - es ist wahrscheinlich das Gas, das, wie wir bereits wussten, auf der Venus reichlich vorhanden ist und nicht eines, das all unsere Vorstellungen über die Chemie der Atmosphäre und das Leben im Sonnensystem auf den Kopf stellen würde.

Die Studie soll im Astrophysical Journal veröffentlicht werden.