Falschfarbenbild der Venus im Ultraviolett, aufgenommen von Atatsuki. (PLANET-C-Projektteam) Seit der Entdeckung einer Chemikalie namens Phosphin Venus War im September letzten Jahres angekündigt , die wissenschaftliche Gemeinschaft war in Aufregung. Wissenschaftler haben hin und her Artikel veröffentlicht und versucht, die Behauptung zu entkräften oder zu untermauern.
Da diese Woche zwei neue Papiere erscheinen, behaupten einige, dass die Nägel in den Phosphin-Sarg eingeschlagen werden. Wir vermuten jedoch, dass die Entdeckung noch einige Zeit lang untersucht und diskutiert wird.
Was ist also eigentlich los? Lesen Sie weiter für eine kurze Einführung.
Phosphin auf der Venus? Warum spielt es eine Rolle?
Die Entdeckung selbst ist ziemlich faszinierend. Mit zwei verschiedenen Instrumenten zu unterschiedlichen Zeiten – dem James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) im Jahr 2017 und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) im Jahr 2019 – entdeckte ein Team unter der Leitung der Astrobiologin Jane Greaves von der Cardiff University im Vereinigten Königreich die spektrale Signatur von eine Chemikalie namens Phosphin in der Venusatmosphäre, mit 20 Teilen pro Milliarde. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Naturastronomie .
Als wir damals berichtet Hier auf der Erde wurde Phosphin in anaeroben (sauerstoffarmen) Ökosystemen im Überfluss gefunden. Man findet es in Sümpfen und Schlämmen, wo anaerobe Mikroben gedeihen. Es kommt im Darm und, nun ja, in Fürzen vor. Irgendwie, Anaerobe Mikroorganismen produzieren Phosphin . Und die Wolken der Venus sind anaerob.
Obwohl Greaves und ihr Team viele mögliche abiotische venusianische Phosphinbildungswege ausschlossen, achteten sie sehr sorgfältig darauf, dass es auch andere Wege geben könnte, auf denen die Chemikalie auftreten könnte. Zum einen produzieren Vulkane hier auf der Erde Phosphin, und wir haben Beweise dafür Die Venus ist immer noch vulkanisch aktiv . (Ein vulkanischer Ursprung war später in einem anderen Vorabdruck für plausibel befunden .)
Wie auch immer, der Nachweis war faszinierend, aber die Erwähnung eines mikrobiellen Ursprungs löste viele Spekulationen aus und führte zu zahlreichen Nachuntersuchungen durch andere Wissenschaftler.
Was als nächstes geschah?
Nun, es wurde alles etwas kompliziert. Zunächst schaute sich ein Team von Wissenschaftlern die historischen Venusdaten an und stellte fest, dass die Pioneer-Sonde dies getan haben könnte Phosphin wurde bereits 1978 entdeckt . Dieses Papier wurde noch nicht zur Veröffentlichung angenommen. Ein weiterer, der Zeitschrift vorgelegt Wissenschaft und auch noch nicht begutachtet, behauptete, die Aminosäure Glycin entdeckt zu haben - ein Proteinbaustein - auf der Venus.
Andere Wissenschaftler begannen, sich die Daten anzusehen. Drei separate Artikel – einer seitdem veröffentlicht in Astronomie und Astrophysik zu den ALMA-Daten wurde ein weiteres in der veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society auf den JCMT-Daten und der andere analysiert beide Datensätze erneut und wartet immer noch auf die Begutachtung durch Fachkollegen - Es wurde kein signifikanter Nachweis von Phosphin in der Atmosphäre der Venus gefunden.
Dann stellte sich heraus, dass bei der Verarbeitung der Daten der ALMA-Beobachtungen ein Fehler aufgetreten war. Greaves forderte die erneute Verarbeitung der Daten; Diese wiederverarbeiteten Daten waren der Öffentlichkeit zugänglich gemacht im November 2020.
Greaves und ihr Team analysierten die neuen Daten und kamen zu dem Ergebnis, dass dies möglich sei noch immer Phosphin auf der Venus nachweisen , aber in geringeren Mengen – ein globaler Durchschnitt von 1 bis 4 Teilen pro Milliarde, mit lokalen Spitzenwerten von 5 bis 10 Teilen pro Milliarde.
Da sowohl Schwefeldioxid als auch Phosphin Strahlung in der Nähe der 266,94-Gigahertz-Frequenz absorbieren, vermuteten einige, dass Greaves und ihr Team möglicherweise Schwefeldioxid (ebenfalls durch vulkanische Aktivität erzeugt) und nicht Phosphin entdeckt haben. In ihrer neuen Arbeit stellen Greaves et al. Schwefeldioxid ausgeschlossen. Die spektrale Absorptionslinie, die als chemischer Fingerabdruck von Phosphin interpretiert wurde, sei zu breit, um Schwefeldioxid zu sein, und auf der Venus gebe es nicht genug davon, um das beobachtete Signal zu erzeugen.
A dritter Artikel von Greaves und ihrem Team folgte und verteidigte die Robustheit des Phosphinsignals.
Okay, warum ist es jetzt wieder in den Nachrichten?
Zwei neue Artikel sind erschienen, einer davon wurde in veröffentlicht Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe , und das andere davon wurde zur Veröffentlichung angenommen in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe , die Daten erneut analysieren. Beide Papiere tragen zum steigenden Anstieg gegen Phosphin bei.
Der erstes Papier analysierte beide ALMA-Datensätze vor und nach der erneuten Verarbeitung erneut. Das Team fand im früheren Datensatz eine Spektrallinie bei 266,94 Gigahertz, nach der Neuverarbeitung jedoch kein signifikantes Signal. Sie fanden außerdem heraus, dass Schwefeldioxid in mindestens 10 Teilen pro Milliarde vorkommen und von ALMA nicht erkannt werden könnte, was darauf hindeutet, dass es häufiger vorkommen könnte, als Greaves und ihr Team dachten.
Der zweites Papier nutzte Daten aus jahrzehntelangen Venusbeobachtungen, um die Bedingungen in der Venusatmosphäre zu modellieren und zu bestimmen, wie sich Phosphin und Schwefeldioxid verhalten würden. Sie fanden heraus, dass das 266,94-Gigahertz-Signal am besten zu einem Ursprung in etwa 80 Kilometern (50 Meilen) Höhe über den Wolkendecken passt und nicht zu 50 bis 60 Kilometern, wie von Greaves und ihrem Team vorgeschlagen.
In dieser Höhe würde Phosphin überhaupt nicht lange überleben, daher wäre die beste Erklärung Schwefeldioxid, kamen sie zu dem Schluss.
Ist das das Ende? Ist der Venus-Phosphin-Nachweis tot?
Nicht annähernd! Zunächst einmal werden Greaves und ihr Team wahrscheinlich auf die neuen Papiere reagieren, die mehr Reaktionen auslösen werden, mit mehr Simulationen und Modellierungen und Zahlenverarbeitung und vielleicht sogar Experimenten, um die Möglichkeiten und Wahrscheinlichkeiten zu bestimmen.
Darüber hinaus ist nichts, was wir bisher gesehen haben, schlüssig. Es ist mehr als wahrscheinlich, dass wir die Kontroverse nur durch detailliertere Beobachtungen mit leistungsfähigeren Instrumenten beilegen können. Darauf warten wir vielleicht noch eine Weile. Es gibt einige vorgeschlagene Missionen zur Venus in der Pipeline, aber zwischen Vorschlag und Ausführung vergeht oft viel Zeit.
Dies ist jedoch Wissenschaft vom Feinsten. Hier gibt es ein „wahr“ und ein „falsch“. Entweder gibt es Phosphin auf der Venus oder nicht. Wissenschaftler werden ihre Kreativität einsetzen, um das Problem zu lösen, was zu verfeinerten Techniken und Analysewerkzeugen führen wird.
Irgendwann werden wir die Wahrheit erfahren. Und was auch immer diese Wahrheit ist, sie wird uns etwas Neues über unser Universum lehren.