Sta succedendo qualcosa di strano tra le nuvole di Venere. I telescopi hanno rilevato concentrazioni insolitamente elevate della molecola fosfina – una sostanza chimica infiammabile e puzzolente tipicamente associata a feci, scoregge e attività microbica in decomposizione – in uno strato atmosferico molto al di sopra della superficie rovente del pianeta:
Un team internazionale di astronomi, guidato dalla professoressa Jane Greaves dell’Università di Cardiff , ha annunciato oggi la scoperta di una molecola rara, la fosfina , nelle nuvole di Venere. Sulla Terra, questo gas è prodotto solo industrialmente o da microbi che prosperano in ambienti privi di ossigeno. Gli astronomi hanno ipotizzato per decenni che le nuvole alte su Venere potessero offrire una casa per i microbi, fluttuando liberi dalla superficie rovente, ma che devono ancora tollerare un’acidità molto elevata. La rilevazione delle molecole di fosfina, che consistono di idrogeno e fosforo, potrebbe indicare questa vita “aerea” extra-terrestre. La nuova scoperta è descritta in un articolo su Nature Astronomy . Il team ha utilizzato per la prima volta il James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) alle Hawaii per rilevare la fosfina, e poi ha avuto il tempo di seguire la loro scoperta con 45 telescopi dell’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) in Cile. Entrambe le strutture hanno osservato Venere a una lunghezza d’onda di circa 1 millimetro, molto più lunga di quanto l’occhio umano possa vedere: solo i telescopi ad alta quota possono rilevare efficacemente questa lunghezza d’onda. Il professor Greaves dice: “Questo è stato un esperimento fatto per pura curiosità, davvero – sfruttando la potente tecnologia di JCMT e pensando a strumenti futuri. Pensavo che saremmo stati in grado di escludere scenari estremi, come le nuvole piene di organismi. Quando abbiamo avuto i primi accenni di fosfina nello spettro di Venere, è stato uno shock! ” Naturalmente cauti riguardo ai risultati iniziali, Greaves e il suo team sono stati felicissimi di avere tre ore di tempo con il più sensibile osservatorio ALMA. Il maltempo ha aggiunto un ritardo frustrante, ma dopo sei mesi di elaborazione dei dati, la scoperta è stata confermata. Il membro del team, la dott.ssa Anita Richards , dell’ALMA Regional Centre del Regno Unito e dell’Università di Manchester , aggiunge:
“Con nostro grande sollievo, le condizioni erano buone in ALMA per le osservazioni di follow-up mentre Venere era ad un angolo adatto alla Terra. Elaborare i dati è stato complicato, tuttavia, poiché ALMA di solito non cerca effetti molto sottili in oggetti molto luminosi come Venere. ” Greaves aggiunge: “Alla fine, abbiamo scoperto che entrambi gli osservatori avevano visto la stessa cosa: un debole assorbimento alla giusta lunghezza d’onda da parte del gas fosfina, dove le molecole sono retroilluminate dalle nuvole più calde sottostanti.” Il professor Hideo Sagawa della Kyoto Sangyo University ha quindi utilizzato i suoi modelli per l’atmosfera venusiana per interpretare i dati, scoprendo che la fosfina è presente ma scarsa: solo una ventina di molecole su ogni miliardo. Gli astronomi hanno quindi eseguito calcoli per vedere se la fosfina poteva provenire da processi naturali su Venere. Avvertono che mancano alcune informazioni:
in effetti, l’unico altro studio sul fosforo su Venere proveniva da un esperimento di lander, effettuato dalla missione sovietica Vega 2 nel 1985. Il dottor William Bains, scienziato del Massachusetts Institute of Technology, ha guidato il lavoro sulla valutazione dei modi naturali per produrre fosfina. Alcune idee includevano luce solare, minerali sospinti verso l’alto dalla superficie, vulcani o fulmini, ma nessuno di questi poteva avvicinarli a sufficienza. Si è scoperto che le sorgenti naturali producono al massimo un decimillesimo della quantità di fosfina che i telescopi hanno visto. Per creare la quantità di fosfina osservata su Venere, gli organismi terrestri dovrebbero lavorare solo a circa il 10% della loro massima produttività, secondo i calcoli del dottor Paul Rimmer dell’Università di Cambridge. Eventuali microbi su Venere saranno probabilmente molto diversi dai loro cugini terrestri, per sopravvivere in condizioni iperacide. I batteri della terra possono assorbire i minerali fosfatici, aggiungere idrogeno e infine espellere il gas fosfina. Costa loro energia per farlo, quindi il motivo per cui lo fanno non è chiaro. La fosfina potrebbe essere solo un prodotto di scarto, ma altri scienziati hanno suggerito scopi come allontanare i batteri rivali. Un altro membro del team del MIT, la dott.ssa Clara Sousa Silva , stava anche pensando di cercare la fosfina come gas di “biosignatura” della vita che non utilizza ossigeno sui pianeti attorno ad altre stelle, perché la chimica normale ne fa così poco. Lei commenta:
“Trovare la fosfina su Venere è stato un bonus inaspettato! La scoperta solleva molte domande, come il modo in cui qualsiasi organismo potrebbe sopravvivere. Sulla Terra, alcuni microbi possono sopportare fino a circa il 5% di acido nel loro ambiente, ma le nuvole di Venere sono quasi interamente fatte di acido “. Potrebbero esistere altre possibili firme biologiche nel Sistema Solare, come il metano su Marte e l’acqua che fuoriesce dalle lune ghiacciate Europa ed Encelado. Su Venere, è stato suggerito che le strisce scure in cui viene assorbita la luce ultravioletta potrebbero provenire da colonie di microbi. La sonda spaziale Akatsuki , lanciata dall’agenzia spaziale giapponese JAXA, sta attualmente mappando queste strisce scure per capire di più su questo “assorbitore di ultravioletti sconosciuto”. Il team ritiene che la loro scoperta sia significativa perché possono escludere molti modi alternativi per produrre fosfina, ma riconoscono che la conferma della presenza della “vita” richiede molto più lavoro. A proposito di vita extraterrestre, su Amazon brulicano le pubblicazioni sull’affascinante argomento, ecco alcuni link ad esempi:
Sebbene le alte nuvole di Venere abbiano temperature fino a un piacevole 30 gradi centigradi, sono incredibilmente acide – circa il 90% di acido solforico – ponendo grossi problemi alla sopravvivenza dei microbi. La professoressa Sara Seager e il dottor Janusz Petkowski , anch’essi entrambi al MIT, stanno studiando come i microbi potrebbero schermarsi all’interno delle goccioline. Il team sta ora aspettando con impazienza altro tempo per il telescopio, ad esempio per stabilire se la fosfina si trova in una parte relativamente temperata delle nuvole e per cercare altri gas associati alla vita. Nuove missioni spaziali potrebbero anche viaggiare sul nostro vicino pianeta e campionare le nuvole in situ per cercare ulteriori segni di vita. La professoressa Emma Bunce, presidente della Royal Astronomical Society, si è congratulata con il team per il loro lavoro:
“Una domanda chiave nella scienza è se la vita esista oltre la Terra e la scoperta della professoressa Jane Greaves e del suo team è un passo avanti fondamentale in questa ricerca. Sono particolarmente lieto di vedere gli scienziati britannici guidare una svolta così importante, qualcosa che rappresenta un valido motivo per una missione spaziale di ritorno su Venere “. Il ministro della Scienza Amanda Solloway ha dichiarato: “Venere ha catturato per decenni l’immaginazione di scienziati e astronomi di tutto il mondo”. “Questa scoperta è immensamente eccitante, ci aiuta ad aumentare la nostra comprensione dell’universo e persino se potrebbe esserci vita su Venere. Sono incredibilmente orgoglioso che questo affascinante rilevamento sia stato condotto da alcuni dei principali scienziati e ingegneri del Regno Unito utilizzando strutture all’avanguardia costruite sul nostro suolo “. La scoperta è curiosa perché qui sulla Terra, la fosfina è essenzialmente sempre associata a creature viventi, sia come sottoprodotto di processi metabolici o di tecnologia umana come fumiganti industriali e laboratori di metanfetamine. Sebbene tossica per molti organismi, la molecola è stata individuata come una firma potenzialmente inequivocabile della vita perché è così difficile da creare attraverso l’ordinaria azione geologica o atmosferica. Avvolta in nuvole di acido solforico e con pressioni superficiali oppressive e temperature abbastanza calde da fondere il piombo, Venere è un mondo infernale. Ma il particolare strato di nuvole in cui è presente la fosfina sembra essere relativamente mite, con ampia luce solare e pressione e temperatura atmosferica simili alla Terra. I risultati dovranno essere attentamente vagliati dalla comunità scientifica. Eppure sembra che suscitino un rinnovato interesse per l’esplorazione del nostro pianeta gemello della porta accanto:
“È una scoperta davvero sconcertante perché la fosfina non rientra nella nostra concezione di quali tipi di sostanze chimiche dovrebbero essere presenti nell’atmosfera di Venere”, afferma Michael Wong, un astrobiologo dell’Università di Washington. Lo scienziato planetario Sanjay Limaye dell’Università del Wisconsin-Madison è d’accordo. “La conclusione è che non sappiamo cosa sta succedendo”, dice. (Né Wong né Sanjay sono stati coinvolti nel lavoro.) Dopo il sole e la luna, Venere è l’oggetto più luminoso visibile ad occhio nudo nel cielo terrestre. Per migliaia di anni, le persone hanno raccontato storie sul gioiello scintillante che è apparso all’alba e al tramonto. La brillantezza di Venere è ciò che lo ha reso attraente per Jane Greaves, un radioastronomo dell’Università di Cardiff in Inghilterra. In genere concentra la sua attenzione sui sistemi planetari appena nati, ma voleva testare le sue capacità di identificazione molecolare su mondi all’interno del nostro cortile cosmico:
Nel 2017 Greaves ha osservato Venere con il James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) sul Mauna Kea alle Hawaii, alla ricerca di schemi di linee simili a codici a barre nello spettro del pianeta che indicherebbero la presenza di diverse sostanze chimiche. Mentre lo faceva, ha notato una linea associata alla fosfina. I dati suggerivano che la molecola fosse presente a circa 20 parti per miliardo nell’atmosfera del pianeta, una concentrazione tra 1.000 e un milione di volte maggiore di quella nell’atmosfera terrestre. “Sono rimasto sbalordito”,dice Greaves. La fosfina è una molecola relativamente semplice contenente un atomo di fosforo e tre atomi di idrogeno. È noto che puzza di aglio o pesce in decomposizione, anche se quando raggiunge concentrazioni in cui gli esseri umani possono annusarlo, è probabile che causi danni ai polmoni. Nell’episodio pilota della serie Breaking Bad, il personaggio Walter White prepara il gas fosfina per mettere fuori combattimento due aggressori che lo stanno minacciando.
Eppure fare la sostanza non è così facile come visto in TV. Fosforo e idrogeno “si odiano a vicenda”, afferma Clara Sousa-Silva, astrofisica molecolare presso il Massachusetts Institute of Technology e coautrice di uno studio che riporta la scoperta della fosfina. “L’idrogeno ha cose molto migliori da fare e il fosforo preferisce legarsi all’ossigeno. Ma se gli lanci abbastanza energia, possono unirsi ed essere stabili in alcuni ambienti “. I giganti gassosi Giove e Saturno contengono fosfina perché hanno interni caldi dove può essere energeticamente favorevole per produrre la molecola. L’atmosfera in fuga della serra di Venere, al contrario, è piena di sostanze chimiche contenenti ossigeno come l’anidride carbonica che normalmente assorbirebbero il fosforo della fosfina. Il fatto che la molecola fosse presente a qualsiasi livello, per non parlare delle quantità che Greaves stava vedendo, era un vero grattacapo.
Nel frattempo Sousa-Silva ha costruito la sua carriera intorno allo studio della fosfina – fa il nome di @DrPhosphine su Twitter – prevedendo come potrebbe apparire nell’atmosfera di un lontano esopianeta alieno . “Stavo considerando questi mondi esotici lontani anni luce: super-Terre, pianeti tropicali, pianeti delle acque reflue”, dice. “E per tutto il tempo, è stato qui accanto.” I ricercatori ei loro colleghi hanno effettuato osservazioni di follow-up di Venere con il più potente Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) in Cile lo scorso anno, rilevando nuovamente la firma atmosferica della fosfina. Hanno quindi cercato di trovare ogni possibile ragione per l’esistenza della strana molecola, inclusa l’attività vulcanica, i fulmini e persino i meteoriti che si disgregano nell’atmosfera del pianeta. “Penso che le migliori vie che abbiamo trovato siano state inferiori di circa 10.000 volte”, afferma Greaves. Ovviamente, potrebbero esserci ulteriori percorsi per produrre fosfina che il team non ha ancora considerato. Ma dopo aver esaurito la loro immaginazione alla ricerca di spiegazioni abiotiche, i ricercatori si sono sentiti costretti a riconoscere un’altra possibilità nel loro articolo, apparso oggi su Nature Astronomy: la molecola potrebbe essere prodotta dalla vita su Venere , proprio come la vita è il modo principale in cui si manifesta. Terra.
LA VITA TRA LE NUVOLE
Gli astrobiologi sono stati a lungo innamorati di Marte, un pianeta roccioso e arido con condizioni non così dissimili da quelle della Terra. Più recentemente, sono stati colpiti dalla luna da mondi ghiacciati e potenzialmente abitabili nel sistema solare esterno, come Encelado, il satellite che erutta i geyser di Saturno e la luna oceanica di Giove Europa. Ma nonostante i suoi svantaggi, Venere non è stata del tutto trascurata dagli scienziati che speculano sulle dimore extraterrestri della vita. Da 50 a 60 chilometri sopra la superficie venusiana, c’è uno strato atmosferico con pressione pari a quella del livello del mare sulla Terra e temperature comprese tra zero e 50 gradi Celsius. Se non fosse per le nuvole di acido solforico, si potrebbe chiamare questo strato “ospitale”. Anche così, ci sono organismi terrestri che tollereranno felicemente condizioni così estremamente acide nelle sorgenti calde o in altri ambienti. Questa regione relativamente clemente è precisamente il luogo in cui è stata trovata la fosfina. Video conferenza stampa:
Dagli anni ’60, gli astronomi hanno anche notato che le nuvole di Venere non riflettono la quantità di luce ultravioletta del sole come dovrebbero essere: qualcosa di sconosciuto nell’atmosfera sembra invece assorbire preferenzialmente quella luce. Questa osservazione ha portato gli ultimi astrobiologi Harold Morowitz e Carl Sagan a proporre che gli organismi fotosintetici assetati di energia potrebbero essere i colpevoli . Nel frattempo altri ricercatori non hanno mai smesso di cercare spiegazioni abiotiche alternative. Recenti prove suggeriscono che il pianeta è ancora geologicamente attivo . E un modello rilasciato all’inizio di quest’anno ha mostrato che Venere potrebbe aver avuto un oceano per quasi tre miliardi di anni… uno che è scomparso solo poche centinaia di milioni di anni fa. In teoria, la vita avrebbe potuto sorgere su Venere quando il nostro mondo gemello era molto più simile alla Terra, diventando in volo solo quando l’effetto serra in fuga rendeva la superficie del pianeta inabitabile:
“Ho sempre pensato che sia tanto plausibile avere la vita tra le nuvole di Venere quanto trovarla nel sottosuolo di Marte“, dice David Grinspoon, un astrobiologo del Planetary Science Institute, che non è stato coinvolto nello studio. “Ognuno è un ambiente che potrebbe essere abitabile ma non è garantito che lo sia.” Tuttavia, un caso quasi altrettanto valido può essere fatto per le nuvole di Venere che sono nemiche della vita come la conosciamo. Sono stati trovati microbi che fluttuano nell’atmosfera terrestre, ma nessuno è noto che trascorra esclusivamente lì il loro intero ciclo di vita. Alla fine devono atterrare tutti e la superficie di Venere sembra un posto troppo inospitale per costituire un buon serbatoio. L’area venusiana in esame è anche 50 volte più arida del deserto cileno di Atacama, il luogo più arido del nostro pianeta. E sebbene sia vero che gli esseri viventi hanno trovato buoni modi per prosperare in ambienti acquosi tinti di tracce di acido solforico, le condizioni sul gemello malvagio della Terra essenzialmente invertono questa formula: il suo strato di nuvole è principalmente acido solforico con solo un po ‘d’acqua. Venere rimane un luogo inesplorato. “Nonostante sia letteralmente il pianeta della porta accanto, ci sono molti misteri che devono ancora essere risolti”, dice Wong. Per escludere tutte le spiegazioni non viventi per la creazione di fosfina, i ricercatori dovranno imparare molto di più sul pianeta stesso, comprese la sua chimica, geologia e fisica atmosferica, aggiunge. Un altro problema potrebbe essere il rilevamento della fosfina stessa. Rumorose increspature che rendono la risoluzione di una particolare linea un po ‘impegnativa si sovrappongono allo spettro di Venere nei dati del team. Queste strutture ondulate potrebbero imitare una firma di fosfina, afferma Bruno Bézard, uno spettroscopista dell’Osservatorio di Parigi. “Non vedo un argomento forte per dire che non è un’increspatura”, dice. Contributo video:
Greaves ribatte che le probabilità di trovare lo stesso segnale utilizzando due strutture separate, JCMT e ALMA, sono statisticamente basse. Tuttavia, lei ei suoi colleghi sperano di fare ulteriori osservazioni ad altre lunghezze d’onda, come l’infrarosso, per testare ulteriormente i loro risultati iniziali. Realizzare mappe ad alta risoluzione di dove appare la fosfina e vedere se mostra qualche tipo di variazione stagionale potrebbe anche aiutare a legarla ai processi biologici. Per molti versi, la scoperta inaspettata sembra analoga all’annuncio del 1996 della potenziale vita microscopica in un antico meteorite marziano designato Allan Hills 84001 . Insieme a strutture che sembravano batteri fossili, il campione conteneva una forma insolita di cristalli di ferro che apparivano identici a quelli prodotti dalle creature microbiche sulla Terra. Ci sono voluti molti anni prima che i ricercatori fossero in grado di trovare una spiegazione inorganica per quei cristalli. Anche se la vita non si è rivelata una spiegazione in quel caso, “ha fatto pensare a tutti, ‘Bene, perché no?'”, Dice Grinspoon. “Tutto quello che sappiamo su Marte è coerente con questa possibilità. Ciò ha portato a un enorme movimento e ha catalizzato l’astrobiologia come campo “. La scoperta della fosfina potrebbe svolgere un ruolo simile nel convincere gli scienziati planetari a prestare maggiore attenzione a Venere. Negli ultimi anni, c’è già stato un contingente di ricercatori che chiedeva a gran voce ulteriori missioni sul nostro pianeta gemello . La Russia ha proposto di inviare la sua missione Venera-D, che includerebbe un orbiter e un lander, su Venere già nel 2026. Allo stesso modo, l’Agenzia spaziale europea ha la sonda EnVision sul suo tavolo da disegno e potrebbe raggiungere il suo obiettivo nel prossimo decennio.
La NASA sta attualmente valutando proposte per due diverse missioni Venus da finanziare nell’ambito del suo Discovery Program: le orbitanti VERITAS e DAVINCI +. Quest’ultimo farebbe volare la prima sonda attraverso l’atmosfera di Venere dai palloni sovietici Vega del 1984. Una selezione è prevista per il prossimo anno. Ognuno di questi sforzi, insieme ad ulteriori osservazioni utilizzando i telescopi sulla Terra, potrebbe aiutare a rafforzare o indebolire il caso della fosfina su Venere. Fino ad allora, molti sul campo rischiano di riservare il loro pieno giudizio. “È molto speculativo dire che c’è vita su Venere”, dice Wong. “Ma è anche speculativo dire che sicuramente non può esserci vita su Venere.” Da parte sua, Sousa-Silva spera che il resto della comunità scientifica sottoponga i metodi e le conclusioni dello studio a lei e ai suoi colleghi a un esame rigoroso. “Sono fiduciosa che i nostri modelli e la riduzione dei dati siano buoni, ma sono ancora scettica”, afferma. “Mi aspetto che il mondo venga a sottolineare gli errori che ho fatto.” Tali dibattiti sono importanti per la scienza perché simili enigmi si apriranno ogni volta che qualcuno rivendica prove per la vita su un pianeta nel nostro sistema solare o oltre, dice Sousa-Silva. “Penso che sia molto difficile provare qualcosa di simile”, aggiunge. “Abbiamo un innato desiderio di trovare la vita, e poi abbiamo le nostre menti razionali che dicono:” Niente di tutto questo è una prova sufficiente “. Vogliamo non essere soli, ma vogliamo anche non sbagliare. A volte queste due cose sono difficili da far coesistere.” Altro contributo video:
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Fonti:
https://ras.ac.uk/news-and-press/news/hints-life-venus
https://www.scientificamerican.com/article/venus-might-host-life-new-discovery-suggests/
