eso2015is — Fréttatilkynning

Hugsanlegur lífvísir finnst á Venusi

14. september 2020

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga tilkynnti í dag um uppgötvun á sjaldgæfri sameind – fosfíni – í skýjum Venusar. Á Jörðinni verður þessi gastegund aðeins til í efnaiðnaði eða frá örverum sem þrífast í súrefnissnauðu umhverfi. Stjörnufræðingar hafa um áratugaskeið velt fyrir sér hvort örverur gætu þrifist í skýjatoppum Venusar — svífandi hátt yfir brennheitu yfirborðinu. Ef sú er raunin þyrftu þær að þola mjög súrt umhverfi. Þessi uppgötvun á fosfíni gæti bent til þess að svif-örverur gætu þrifist utan Jarðar.

Sjokk er eiginlega besta lýsingin á viðbrögðum okkar þegar við sáum fosfín í litrófi Venusar!“ sagði Jane Greaves hjá Cardiff-háskóla í Bretlandi sem hafði umsjón með rannsókninni. Hún tók fyrst eftir fosfíninu í mælingum sem gerðar voru með James Clerk Maxwell sjónauka (JCMT) austur-asísku stjörnustöðvarinnar á Hawaii. Til að staðfesta uppgötvunina urðu stjörnufræðingar að nota mun stærri og næmari sjónauka: 45 loftnet Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) í Chile sem European Southern Observatory (ESO) á aðild að. Báðir sjónaukar gerðu mælingar á Venusi á 1 millímetra bylgjulengd sem er mun lengri en mannsaugað nemur. Aðeins sjónaukar hátt yfir sjávarmáli geta numið slíkt ljós.

Útreikningar stjörnufræðinganna, sem koma frá stofnunum í Bretlandi, Bandaríkjunum og Japan, benda til þess að fosfínið í skýjum Venusar sé i litlu magni, aðeins 20 sameindir af hverjum milljarði sameinda. Þótt magnið sé lítið finnast engar líklegar skýringar á því að fosfínið eigi sér ólífrænan en náttúrulegan uppruna, hvort sem er af völdum sólarljóss, steinefna sem fjúka upp af yfirborðinu, eldfjalla eða eldinga. Útreikningar benda til þess að þessi ólífrænu ferli geti í mesta lagi myndað einn tíuþúsundasta af fosfíninu sem mælist.

Fosfínsameind er úr einu fosfóratómi og þremur vetnisatómum. Til að framleiða það í því magni sem það mælist í á Venusi þyrfti framleiðslugeta baktería sem gefa frá sér fosfín á Jörðinni aðeins að vera um 10%. Þessar bakteríur þrífast aðeins í súrefnissnauðu umhverfi, taka upp fosfat úr steinefnum og lífrænum efnum, hvarfa það við vetni og gefa þá frá sér fosfín. Á Venusi væru hugsanlegar örverur eflaust gerólíkar hliðstæðum sínum á Jörðinni. Þær gætu verið uppspretta fosfínsins í lofthjúpi Venusar.

Uppgötvun á fosfíni í skýjum Venusar kom vísindamönnum mjög á óvart en þau eru sannfærð um að mælingarnar séu góðar og gildar. „Sem betur fer gat ALMA fylgt eftir og staðfest uppgötvunina því Venus lá vel við athugun frá Jörðinni. Engu síður var snúið að vinna úr mælingunum því ALMA horfir alla jafna ekki eftir smáatriðum á mjög skærum fyrirbærum eins og Venusi,“ sagði Anita Richards hjá ALMA í Bretlandi og stjörnufræðoingur við Manchesterháskóla. „Að lokum komumst við að því að báðir sjónaukarnir sáu það sama – daufa gleypilínu á réttri bylgjulengd, fingraför fosfíngassins, baklýst af heitum skýjum fyrir neðan,“ bætti Jane Greaves við. Niðurstöður rannsóknarinnar voru birtar í dag í tímaritinu Nature Astronomy.

Einn af vísindamönnunum í rannsóknarteyminu, Clara Sousa Silva hjá MIT í Bandaríkjunum, hefur rannsakað fosfín sem svokallaðan lífvísi, efni sem líf gefur frá sér, á súrefnissnauðum plánetum í kringum aðrar stjörnur. „Að finna fosfín á Venusi var óvænt!“ sagði hún. „Þessi uppgötvun vekur upp margar spurningar, til dæmis hvegni nokkur lífvera gæti lifað af við þær fjandsamlegu aðstæður sem ríkja á Venusi. Á Jörðinni þola sambærilegar örverur um 5% sýru í sínu umhverfi – skýin á Venusi eru næstum eingöngu úr sýru.“.

Stjörnufræðingarnir telja að uppgötvunin sé mjög þýðingarmikil því þau geti útilokað mörg þeirra ferla sem gætu mögulega framleitt fosfínið. Þau taka jafnan skýrt fram að mun meiri rannsókna sé þörf til að staðfesta að fosfínið megi rekja til lífs. Í háskýjaslæðum Venusar er hitastigið nokkuð notalegt, um 30°C, en vandinn er sá að þau eru um 90% brennisteinssýra. Örverur þyrftu því að þola mjög lágt sýrustig, þ.e. mjög súrt umhverfi.

Miðað við stöðu þekkingar okkar í dag á efnafræði fosfín í lofthjúpum bergreikistjarna virðist útilokað að framleiða fosfín með ólífrænum ferlum,“ sagði Leonardo Testi, stjörnufræðingur hjá ESO og framkvæmdarstjóri ALMA í Evrópu, en hann tók ekki þátt í rannsókninni. „Að staðfesta líf í lofthjúpi Venusar væri risavaxin stjörnulíffræðileg uppgötvun. Þess vegna er brýnt að fylgja þessum spennandi niðurstöðum eftir með kennilegum rannsóknum og frekari mælingum til að útiloka þann möguleika að fosfín gæti átt sér annan uppruna en á Jörðinni.“

Fleiri mælingar á Venusi og bergreikistjörnum utan sólkerfisins með Extremely Large Telescope (ELT) ESO í náinni framtíð, gæti hjálpað okkur að afla upplýsinga um tilurð fosfínsins og liðsinnt okkur í leitinni að lífi utan Jarðar.

Frekari upplýsingar

Greint var frá niðurstöðum rannsóknarinnar í greininni „Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus“ sem birtist í Nature Astronomy.

Í teyminu eru ane S. Greaves (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK [Cardiff]), Anita M. S. Richards (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, The University of Manchester, UK), William Bains (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA [MIT]), Paul Rimmer (Department of Earth Sciences and Cavendish Astrophysics, University of Cambridge and MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK), Hideo Sagawa (Department of Astrophysics and Atmospheric Science, Kyoto Sangyo University, Japan), David L. Clements (Department of Physics, Imperial College London, UK [Imperial]), Sara Seager (MIT), Janusz J. Petkowski (MIT), Clara Sousa-Silva (MIT), Sukrit Ranjan (MIT), Emily Drabek-Maunder (Cardiff and Royal Observatory Greenwich, London, UK), Helen J. Fraser (School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK), Annabel Cartwright (Cardiff), Ingo Mueller-Wodarg (Imperial), Zhuchang Zhan (MIT), Per Friberg (EAO/JCMT), Iain Coulson (EAO/JCMT), E’lisa Lee (EAO/JCMT) og Jim Hoge (EAO/JCMT).

Fylgigrein eftir nokkra meðlimi rannsóknarhópsins sem bar titilinn „The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistance of the Venusian Aerial Biosphere“ var birt í tímaritinu Astrobiology í ágúst 2020. Önnur tengd rannsókn eftir sömu höfunda, „Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres“ var birt í Astrobiology í janúar 2020.

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) er 15m breitt loftnet, stærsti staki loftnetssjónauki í heiminum. Hann er hannaður til að nema hálfsmillímetrabylgjulengdir rafsegulrófsins. JCMT er notaður til að rannsaka sólkerfið okkar, miðgeimsský og gas- og rykský í kringum stjörnur, aldraðar stjörnur og fjarlægar vetrarbrautir. Sjónaukinn situr á toppi Mauna Kea á Hawaii í 4092 metra hæð yfir sjávarmáli. Rekstur og umsjón sjónaukans er í höndum East Asian Observatory fyrir hönd NAOJ; ASIAA; KASI; CAMS sem og National Key R&D Program í Kína.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Jane Greaves (study author)
Cardiff University
Cardiff, UK
Tölvupóstur: GreavesJ1@cardiff.ac.uk

Anita Richards (study author)
UK ALMA Regional Centre and University of Manchester
Manchester, UK
Tölvupóstur: a.m.s.richards@manchester.ac.uk

Clara Sousa Silva (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Sími: +1 617 253 6283
Tölvupóstur: cssilva@mit.edu

Leonardo Testi (contact for independent comment on the study)
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6541
Tölvupóstur: ltesti@eso.org

Dave Clements (study author)
Imperial College
London, UK
Tölvupóstur: d.clements@imperial.ac.uk

Paul Rimmer (study author)
University of Cambridge
Cambridge, UK
Tölvupóstur: pbr27@cam.ac.uk

William Bains (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Tölvupóstur: bains@mit.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2015.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2015is
Nafn:Venus
Tegund:Solar System : Planet : Feature : Atmosphere
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Myndir

Fosfín finnst í lofthjúpi Venusar
Fosfín finnst í lofthjúpi Venusar
Venus á mynd ALMA
Venus á mynd ALMA
Artistic impression of Venus
Artistic impression of Venus
texti aðeins á ensku
Artistic impression of the Venusian surface and atmosphere
Artistic impression of the Venusian surface and atmosphere
texti aðeins á ensku
Artistic impression of the Venusian surface and atmosphere (without annotations)
Artistic impression of the Venusian surface and atmosphere (without annotations)
texti aðeins á ensku
Phosphine signature in Venus’s spectrum
Phosphine signature in Venus’s spectrum
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 230 Light: Possible Marker of Life Spotted on Venus
ESOcast 230 Light: Possible Marker of Life Spotted on Venus
texti aðeins á ensku
Animation: zooming in on Venus
Animation: zooming in on Venus
texti aðeins á ensku
Animation: a fly-to Venus
Animation: a fly-to Venus
texti aðeins á ensku

Sjá einnig