Mögliche Lebenszeichen in den Wolken der Venus

Größere Raumsonden setzen kleine runde Sonden in der Nähe des wolkengebänderten Planeten Venus frei.

Künstlerisches Konzept desPionier VenusMission, die 1978 vier kleine Sonden in die Atmosphäre der Venus schickte. Eine neue Analyse der Daten dieser Mission unterstützt frühere Hinweise auf Phosphin sowie andere „biologisch relevante Chemikalien“ – mögliche Kennzeichen des Lebens – in der Atmosphäre des Planeten. Bild über die NASA/Die Planetarische Gesellschaft.

Ende 2020 untersuchen Wissenschaftler die Atmosphäre der Venusangekündigtdie überraschende – und umstrittene – Entdeckung vonPhosphin, eine Chemikalie, die auf der Erde hauptsächlich vonlebende Organismen.Jane Greavesan der Cardiff University in Wales und ihre Kollegen fragten damals: Könnte das Phosphin ein Zeichen dafür sein, dass Mikroorganismen in der Atmosphäre der Venus leben? Vielleicht, sagten andere Wissenschaftler, aber Phosphin selbst wäre es nichtBeweis für Leben, und nachfolgende Studien stellten in Frage, ob das Phosphin überhaupt jemals da war. Dann – im März 2021 – eine Studie vonRakesh-MogulvonCal Poly Pomonaunterstützte die ursprüngliche Entdeckung von Phosphin und ging noch weiter. Es deutete darauf hin, dass sich andere „biologisch relevante Chemikalien“ in der Atmosphäre der Venus in einem Zustand vonUngleichgewicht: ein weiteres Kennzeichen des Lebens.

Die neue Studie konzentrierte sich auf die Reanalyse von Daten aus dem altenPionier VenusMission, die 1978 vier Sonden in die Atmosphäre der Venus schickte und Daten sammelte, während sie auf die Oberfläche stürzten. Das war derPioneer Venus MultisondeTeil der Mission, mit drei kleinen Sonden und einer größeren. Die Wissenschaftler analysierten Daten der größten Sonde. Das verlockendepeer-reviewedErgebnisse warenveröffentlichtinGeophysikalische Forschungsbriefeam 10.03.2021.

Eingesetzt mit Molekülen, die als kleine Kugeln dargestellt sind, die durch Stäbchen verbunden sind, mit einem bewölkten Halbmond im Hintergrund.

Künstlerisches Konzept von Phosphinmolekülen in der Atmosphäre der Venus. Auf der Erde gibt es nach Kenntnis der Wissenschaftler nur 2 Möglichkeiten, Phosphin zu produzieren: entweder künstlich in Labors oder durch lebende Mikroben. Bild via ESO/ M. Kornmesser/ L. Calçada/ NASA/ JPL-Caltech/Königliche Astronomische Gesellschaft/ CC BY 4.0.

Aus dem Papier:

Wir haben archivierte Daten erneut untersucht, die mit dem Pioneer Venus Large Probe Neutral Mass Spectrometer erhalten wurden. Unsere Ergebnisse zeigen das Vorhandensein mehrerer kleinerer chemischer Spezies in den Venuswolken, darunter Phosphin, Schwefelwasserstoff, salpetrige Säure (Nitrit), Salpetersäure (Nitrat), Blausäure und möglicherweise Ammoniak.

Das Vorhandensein dieser Chemikalien deutet darauf hin, dass die Wolken der Venus nicht im Gleichgewicht sind; Dadurch wird das Potenzial für [möglicherweise lebensbezogene] Chemien beleuchtet, die noch entdeckt werden müssen.

Mogul und sein Team fanden heraus, dass sich die ursprüngliche Analyse von 1978 nur auf die häufigsten Chemikalien konzentrierte, die in der Atmosphäre der Venus erwartet wurden. ErerzähltWeltraumjournalistin Nancy Atkinson in einem Artikel vom 25. März fürDie Planetarische Gesellschaft:

Der Fokus auf die Neben- und Spuren [chemischen] Spezies war minimal. Das haben wir nach einem Blick auf die Archivdaten und die dazugehörigen Publikationen festgestellt. Wir fanden sofort Signale in Daten, die andere Publikationen nicht diskutiert oder erwähnt hatten. Das war alles, was wir als Motivation brauchten, um weiterzumachen.

Neben Phosphin deutete die neue Analyse auf das Vorhandensein weiterer Chemikalien hin, darunter Schwefelwasserstoff, salpetrige Säure, Salpetersäure, Blausäure, Kohlenmonoxid, Ethan und möglicherweise Ammoniak und chlorige Säure.

Laut Mogul und seinem Team könnten diese Chemikalien Beweise dafür sein, dassRedox-Ungleichgewichte, Prozesse, die Leben suggerieren. Auf der Erde nutzen Mikroben beispielsweise das Redox-Ungleichgewicht, das in natürlichen Umgebungen wie Wasser vorkommt, um Energie zu gewinnen. Könnte etwas Ähnliches in der Atmosphäre der Venus passieren? Sind zumindest Teile der Atmosphäre ein potenzieller Lebensraum für Mikroorganismen?

Bunte, gebänderte dicke Wolken auf einem Planeten im Weltraum.

Falschfarbenansicht der Venus (um Details hervorzuheben) aus JapansAkatsukiOrbiter. Bild über JAXA/ ISAS/ Akatsuki-Projektteam/Königliche Astronomische Gesellschaft/ CC BY 4.0.

Diagramm unterschiedlich farbiger horizontaler Atmosphärenschichten mit Pfeilen, Linien und Beschriftungen.

Die gemäßigte Zone in der Atmosphäre der Venus, in der Temperaturen und Drücke lebenswerter sind. Bild über Seager et al. (2020)/Astronomy.com.

Die Daten für diese Studie stammen vom Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS), die sich auf der größten der vier Sonden befand, die 1978 auf die Venusoberfläche abstiegen. Die Zusammensetzung der Atmosphäre wurde während des Abstiegs mehrmals gemessen. LNMS zielte auf Gasmoleküle in der Atmosphäre ab, die eine neutrale Ladung haben. Phosphin wäre eines dieser Gase.

Die Daten der Pioneer Venus sind wichtig, zumal sie in situ, in der Atmosphäre selbst, und nicht aus der Ferne von erdbasierten Teleskopen gewonnen wurden, wie es die anderen Daten im letzten Jahr waren.

Das Ungleichgewicht in der Erdatmosphäre ist auf Leben zurückzuführen, aber ob dies auch für die Venus gilt, ist noch unbekannt. Diese neueste Studie unterstützt dieskönnte sein, aber es werden noch weitere Daten benötigt, höchstwahrscheinlich von einer Rückkehrmission, um es sicher zu wissen. Astronomenauch sagendass diese Art von Ungleichgewicht genutzt werden könnte, um nach Beweisen für Leben auf Exoplaneten zu suchen. Wäre es nicht faszinierend, wenn diese ersten Beweise tatsächlich von einem viel näher gelegenen Ort stammen würden? Aus dem verlinktenPapierinWissenschaftliche Fortschritte(2018):

Chemisches Ungleichgewicht in planetaren Atmosphären wurde als eine verallgemeinerte Methode zum Nachweis von Leben auf Exoplaneten durch Fernspektroskopie vorgeschlagen. Unter den Planeten des Sonnensystems mit erheblichen Atmosphären weist die moderne Erde aufgrund des Vorhandenseins von Leben das größte thermodynamische chemische Ungleichgewicht auf.

Kopfschuss eines Mannes vor See und Bäumen.

Die neue Studie wurde von Rakesh Mogul von Cal Poly Pomona geleitet. Bild überLinkedIn.

Ich habe Greaves auf Twitter gefragt, was sie von der neuen Analyse hält:

Waren aufgeregt! … unser Team ist derzeit aufgrund individueller Umstände etwas ruhig, aber herzlichen Glückwunsch an das Pioneer Venus-Team zu ihrer fabelhaften Detektivarbeit!

— j greaves (@jgreaves6)31. März 2021

Noch nicht bekannt ist, ob es eine Korrelation zwischen den gefundenen Chemikalien und den ungewöhnlichen dunklen Flecken „unbekannter Absorber“ in der Atmosphäre der Venus geben könnte. Einige Wissenschaftler hatten zuvor die Hypothese aufgestellt, dass es sich tatsächlich um Mikroben handeln könnte, da festgestellt wurde, dass die Größe und Absorptionseigenschaften der Partikel in den Flecken denen einiger irdischer Bakterien ähneln. Ich fragte Mogul und er antwortete:

Ich mag diesen Gedanken. Wir sortieren es noch aus. Einige der Chemikalien, die wir gefunden haben, absorbieren zwischen 350 und 400 nm. ?

— Rakesh-Mogul (@RakeshMogul)26. März 2021

Heute ist die Oberfläche der Venus mit Temperaturen von 840 Grad F (450 Grad C) – heiß genug, um Blei zu schmelzen – und erdrückendem atmosphärischem Druck entsetzlich unbewohnbar. Aber die mittleren Schichten der Atmosphäre sind gemäßigt und erdähnlich in Temperatur und Druck, obwohl die Wolken reichlich Schwefelsäure enthalten. Aber es gibt immer mehr Beweise dafür, dass der Planet einmal warviel erdähnlicherfrüher in seiner Geschichte, mit Regen, Seen und Ozeanen. Vor weniger als einer Milliarde Jahren geschah jedoch etwas, das eine Katastrophe verursachteTreibhauseffekt, wo sich Venus in die höllische Welt verwandelt hat, die wir heute sehen.

Könnte es irgendeine Art von mikroskopischem Leben gegeben haben, das dann in den Wolken, abseits der brennenden Oberfläche, Zuflucht suchte? Womöglich.

Es wird sehr interessant sein zu sehen, was andere Folgestudien über dieses neueste Kapitel im Phosphin auf der Venus-Rätsel und das mögliche Ungleichgewicht sagen. Wie Mogul sagte:

Es gibt immer Rätsel zu lösen und ich denke, was wir gerade gezeigt haben, dass manchmal alte Daten neue Geschichten offenbaren können. Dies ist alles ein Prozess, und es geht in der Wissenschaft darum, voranzukommen.

Erdähnlicher Planet im Weltraum mit braunem Land, blauen Ozeanen und weißen Wolken.

Wissenschaftler glauben, dass die Venus einst viel erdähnlicher war, mit Regen, Seen und sogar Ozeanen. Hatte es jemalsOberflächeLeben? Bild überNASA.

Fazit: Eine neue Analyse von Daten der Pioneer-Venus-Mission von 1978 findet Beweise nicht nur für Phosphin, sondern auch für ein mögliches chemisches Ungleichgewicht in der Venusatmosphäre, ein weiteres mögliches Anzeichen für biologische Aktivität.

Quelle: Massenspektren der Venus zeigen Anzeichen von Ungleichgewichten in den mittleren Wolken

Via Cal Poly Panoma