Fosfin na Veneri

Na Zemlji plin fosfin stvaraju uglavnom mikrobi koji žive bez kisika. Kad su 2020. astronomi objavili da su ga pronašli u oblacima Venere, počela je rasprava koja ni danas nije završena.

Ukratko

U rujnu 2020. tim Jane Greaves objavio je da je radioteleskopima JCMT i ALMA u oblacima Venere opazio fosfin, plin koji na Zemlji uglavnom nastaje uz život.
Autori su naveli da ne poznaju neživi proces koji bi na Veneri stvorio toliko fosfina, ali nisu tvrdili da su pronašli život.
Ponovne obrade podataka i nova mjerenja dala su mnogo manje količine ili samo gornje granice, a neki su znak pripisali sumpornom dioksidu.
Tim Jane Greaves i dalje izvještava o novim opažanjima fosfina, a rasprava o tome postoji li plin i odakle dolazi traje.

Venera je gotovo jednako velika kao Zemlja, ali na njezinoj površini temperatura iznosi gotovo 500 °C, a tlak je oko devedeset puta veći nego kod nas. Život kakav poznajemo tamo ne bi preživio. Ipak, pedesetak kilometara iznad površine, u gornjem sloju oblaka, temperatura i tlak slični su onima na Zemlji. Još sredinom 20. stoljeća znanstvenici su se pitali mogu li u tim oblacima lebdjeti mikroorganizmi, iako su oblaci građeni od kapljica sumporne kiseline.

Plin koji upućuje na život

Fosfin je spoj fosfora i vodika, otrovan plin neugodna mirisa. Na Zemlji ga u prirodi stvaraju uglavnom mikroorganizmi koji žive bez kisika, u močvarama, mulju i probavnim sustavima životinja. Astrobiolozi su ga zato predložili kao mogući biopotpis, plin čija bi prisutnost na stjenovitom planetu mogla upućivati na život. Na plinovitim divovima poput Jupitera fosfin nastaje bez života, u velikim dubinama i pri visokom tlaku, ali na stjenovitim planetima takav proces nije poznat.

Britanska astronomkinja Jane Greaves sa Sveučilišta u Cardiffu odlučila je potražiti fosfin na Veneri, očekujući da će ga biti premalo za opažanje. Godine 2017. promatrala je Veneru teleskopom James Clerk Maxwell (JCMT) na Havajima, a 2019. tim je opažanja ponovio s mnogo osjetljivijim nizom radioteleskopa ALMA u Čileu. U oba skupa podataka pojavila se slaba spektralna linija na valnoj duljini na kojoj fosfin upija zračenje.

Objava iz rujna 2020.

Dana 14. rujna 2020. časopis Nature Astronomy objavio je rad Greaves i suradnika. Prema njihovoj procjeni, u oblacima Venere ima oko 20 dijelova fosfina na milijardu dijelova atmosfere. Autori su ispitali poznate nežive izvore, poput vulkana, munja i meteorita, i zaključili da nijedan ne može objasniti tu količinu. Napisali su da bi fosfin mogao potjecati od nepoznate kemije ili od života, i naglasili da nalaz nije dokaz života. Objava je ipak odjeknula diljem svijeta, a dio javnosti shvatio ju je kao vijest o životu na Veneri.

Provjere

Već u listopadu i studenom 2020. drugi su istraživači ponovno obradili iste podatke. Ignas Snellen i suradnici iz Nizozemske zaključili su da se iz podataka ALMA-e ne može izvući statistički pouzdan znak fosfina. Istodobno se pokazalo da je izvorna obrada podataka ALMA-e sadržavala pogrešku u umjeravanju, pa je zvjezdarnica izdala ispravljene podatke. Tim Jane Greaves ponovno ih je obradio i dobio nekoliko puta manju prosječnu količinu, uz pretpostavku da se ona mijenja po mjestu i vremenu.

Thérèse Encrenaz i suradnici pregledali su infracrvena mjerenja iz 2015. i u njima nisu našli fosfin na vrhu oblaka, uz gornju granicu od 5 dijelova na milijardu. Geronimo Villanueva i suradnici 2021. objavili su analizu prema kojoj se linija može objasniti sumpornim dioksidom, plinom kojega na Veneri ima mnogo. Godine 2022. leteći teleskop SOFIA ni u višim slojevima atmosfere nije pronašao fosfin, uz gornju granicu manju od jednog dijela na milijardu.

Druga strana provjera

Rasprava nije išla samo u jednom smjeru. Rakesh Mogul i suradnici ponovno su pregledali podatke američke sonde Pioneer Venus, koja je 1978. ušla u atmosferu Venere, i u podacima masenog spektrometra pronašli tragove koji bi mogli odgovarati fosfinu. Ngoc Truong i Jonathan Lunine predložili su da bi fosfin mogao nastajati iz fosfida izbačenih snažnim vulkanizmom, dakle bez života. Greaves i suradnici 2023. izvijestili su o novim opažanjima fosfina teleskopom JCMT, dublje u oblacima.

Pitanje bi mogle riješiti buduće misije. NASA je 2021. odabrala dvije misije na Veneru, a jedna od njih, DAVINCI, trebala bi se spustiti kroz atmosferu i izravno je izmjeriti.

Kronologija

2017.: Jane Greaves promatra Veneru teleskopom JCMT.
2019.: Opažanja se ponavljaju nizom radioteleskopa ALMA.
14. rujna 2020.: Nature Astronomy objavljuje rad o fosfinu u oblacima Venere.
Listopad 2020.: Infracrvena mjerenja ne pokazuju fosfin na vrhu oblaka.
Studeni 2020.: Objavljeni su ispravljeni podaci ALMA-e i nove analize.
2021.: Villanueva i suradnici pripisuju liniju sumpornom dioksidu; Mogul i suradnici iznose tragove u podacima sonde Pioneer Venus.
2021.: NASA odabire misije DAVINCI i VERITAS.
2022.: Teleskop SOFIA ne pronalazi fosfin u gornjoj atmosferi.
2023.: Greaves izvještava o novim opažanjima fosfina teleskopom JCMT.

Ključne osobe

Jane Greaves: Britanska astronomkinja, voditeljica tima koji je 2020. objavio opažanje fosfina.
Ignas Snellen: Nizozemski astronom, autor ponovne obrade podataka ALMA-e.
Geronimo Villanueva: Astronom NASA-e, glavni autor analize prema kojoj linija potječe od sumpornog dioksida.
Thérèse Encrenaz: Francuska astronomkinja koja nije pronašla fosfin u infracrvenim mjerenjima.
Rakesh Mogul: Američki biokemičar koji je ponovno pregledao podatke sonde Pioneer Venus.

Što se zna

Rad Greaves i suradnika objavljen je 14. rujna 2020. u časopisu Nature Astronomy i navodio je oko 20 dijelova fosfina na milijardu.
Izvorna obrada podataka ALMA-e sadržavala je pogrešku u umjeravanju, a ispravljeni podaci dali su manju količinu.
Infracrvena mjerenja i teleskop SOFIA nisu pronašli fosfin u višim slojevima atmosfere.
Na Zemlji fosfin u prirodi nastaje uglavnom uz mikroorganizme koji žive bez kisika.
Autori prvog rada nisu tvrdili da su pronašli život.

Što tvrde zagovornici

Linija fosfina opažena je s dva različita teleskopa i u više navrata.
Ni jedan poznati neživi proces na stjenovitom planetu ne stvara toliko fosfina.
Podaci sonde Pioneer Venus iz 1978. također pokazuju moguće tragove fosfina.
Količina fosfina može se mijenjati po mjestu i vremenu, pa izostanak u pojedinim mjerenjima ne isključuje plin.

Što kažu kritičari

Ponovne obrade podataka nisu pokazale statistički pouzdan znak fosfina.
Linija se može objasniti sumpornim dioksidom, kojega u atmosferi Venere ima mnogo.
Infracrvena mjerenja i teleskop SOFIA dali su samo gornje granice, mnogo niže od prve procjene.
I ako fosfin postoji, mogao bi nastajati vulkanskim ili drugim neživim procesima.

Otvorena pitanja

Ima li u atmosferi Venere fosfina i u kojoj količini?
Ako ga ima, nastaje li kemijskim procesima koje još ne poznajemo ili uz život?
Hoće li misija DAVINCI izravnim mjerenjem zaključiti raspravu?

Teorije

Fosfina nema, a opažena linija posljedica je obrade podataka ili sumpornog dioksida
Fosfina ima malo i nastaje nepoznatim neživim procesima, na primjer vulkanizmom
Fosfin u oblacima Venere stvaraju mikroorganizmi