14 mei 2021

Oude Venus-sonde vond mogelijk ook fosfine

Impressie van de Pioneer-Venus Multiprobe missie bij Venus. Credit: NASA

Twee weken geleden werd bekend gemaakt dat fosfine in de atmosfeer van Venus is gevonden en dat dit mogelijk een biologische oorsprong heeft. Dit maakte nogal wat los in de wetenschap. Kwam er eerst bijna geen geld los voor Venus-missies, nu wordt er druk gespeculeerd over wat we naar Venus moeten sturen om eventueel leven in de atmosfeer aan te tonen. Het bedrijf RocketLab deelde al een impressie van een mogelijke Venus missie gebaseerd op hun standaard satellietontwerp Photon, compleet met afdalingssonde.

Eerst willen wetenschappers echter zien dat fosfine aangetoond wordt op een andere manier dan met radio spectra. Dit om te voorkomen dat we iets over het hoofd zien in de interpretatie van die gegevens. Maar wat als we nou eens al fosfine gevonden hebben met oude atmosferische sondes? De Pioneer-Venus stuurde in 1978 maar liefst 4 sondes de atmosfeer van Venus in. Een ervan, de grootste van de vier, had een instrument bij zich, genaamd Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS). Met dit instrument werd de samenstelling van de atmosfeer gemeten vanaf een hoogte van 67 km tot op het oppervlak.

Massa spectrometers zijn instrumenten waarin molekulen in een monster worden geioniseerd. Molekulen worden in feite in stukken gebroken en die stukken hebben een elektrische lading (ionen). Daarna wordt het monster versneld en door een magnetisch veld geleid. De baan van lichtere ionen wordt meer afgeleid dan zwaardere ionen en zo komen we te weten hoe zwaar ze zijn. Op die manier hoop je te kunnen achterhalen wat de oorspronkelijke molekulen waren.

De grootste sonde van de Pioneer-Venus Multiprobe missie. (Credits: NASA)

Wetenschappers hebben die de oude gegevens van dit instrument nog eens bekeken, speciaal de gegevens die verzameld zijn op 50 tot 60 km hoogte. Destijds werd er niet eens gedacht aan de mogelijkheid dat zulke stoffen in de atmosfeer zouden kunnen bestaan. En de detectie van fosfine was bovendien gemakkelijk over het hoofd te zien.

Na hernieuwd onderzoek zeggen wetenschappers dat er een “verleidelijke mogelijkheid” is, dat er fosfine gevonden is. Niet alleen fosfine zelf, maar ook de fragmenten van fosfine die je zou verwachten met een massa spectrometer te vinden. Ze zeggen verder dat het er op lijkt dat de aanwezigheid van chemische stoffen uit balans is op deze hoogte in de atmosfeer. Precies zoals je zou verwachten als er leven in de atmosfeer is, of ten gevolge van chemische reacties die ons nog niet bekend zijn.

Analyse van de Pioneer-Venus gegevens (Credits: Rakesh Mogul et al.)

Dit zou kunnen betekenen dat de onlangs gedane metingen geen kortstondige afwijking waren, maar dat het fosfine in ieder geval al 40 jaar in de atmosfeer van Venus zit. Toch is nog niet iedereen overtuigd. Zo zou de concentratie fosfine in de gegevens van Pioneer-Venus veel hoger zijn dan de concentratie die twee weken geleden gemeld is. Maar nog niet alle gegevens van Pioneer-Venus zijn onderzocht. Er is nog veel meer te vinden op microfilm. Die data is niet gedigitaliseerd en vanwege COVID-19 kunnen de wetenschappers nu niet zomaar toegang krijgen. Die toestemming hopen ze echter wel deze week te regelen.

Wetenschappers zijn daarnaast op zoek naar nog meer oude datasets. De metingen van de Venera sondes van de Sovjet Unie zijn er waarschijnlijk niet gevoelig genoeg voor. En het is niet bekend waar die gegevens zijn opgeslagen. Ook oude infrarood telescoop gegevens van Venus worden nu onderzocht. In de nabije toekomst komen de Europese BepiColombo, de Solar Orbiter en NASA’s Parker Solar Probe ook langs Venus. Wellicht dat die nog kunnen bijdragen met nieuwe metingen.

Deze blog is oorspronkelijk geschreven door de auteur voor de Werkgroep Maan en Planeten.

Comments

  1. Interessant, en leuk dat ze naar de oude data hebben kunnen kijken.
    De conclusie lijkt me helaas niet erg overtuigend.
    De counts (=intensiteit van het signaal) zijn extreem laag, waarschijnlijk zitten ze naar ruis te te kijken.
    De piek bij m/z=35 is ik ook vreemd, want die kennen ze toe aan gedeutereerd PH3 maar de intensiteit ervan is 60% van de ongedeutereerde vorm. De abundantie van deuterium op Venus is zeker geen 60%. De ratio D/(D+H) op Venus schijnt maximaal 2.5 * 10E-3 te zijn, dus maximaal 2.5% (en waarschijnlijk veel lager)

    Dat plaatje van het spectrum vind ik ook wat misleidend, want ze hebben er alle pieken uit weggelaten die ze niet aan de fosfine verbindingen toekennen. Als je de getallen data doorloopt zie je dat er allerlei pieken met veel hogere counts in dit gebied zitten, en als ze die ook grafisch hadden weergegeven dan was veel duidelijk geweest hoeveel interferentie van andere mogelijke verbindingen zoals H2S er zijn.

    Affijn, het artikel gaat de peer review in, we zullen gaan zien wat de echte experts er van vinden. Kan in ieder geval niet wachten tot er probes met moderne apparatuur die kant op gaan.

    • Wybren de Jong zegt

      Bij deze metingen kan je niet zomaar over ruis spreken, want een massaspectrometer is een totaal ander apparaat dan een radio-ontvanger. Bij radiozenders verwacht je ruis, maar de auteurs hebben heel goed gekeken naar de gevoeligheid van deze massaspectrometer. Het zinnetje ‘waarschijnlijk zitten ze naar ruis te kijken’ is dus onjuist, Wouter.

      • Ik werk bijna dagelijks met massaspectrometers en kan je melden dat ook die instrumenten last van ruis hebben. Hoeveel verschilt erg per type, en moet toegeven dat ik niet zoveel weet van het specifieke instrument in deze sonde, wat ongetwijfeld een heel bijzonder geval is. De auteurs moeten er veel beter naar hebben gekeken dan ik.
        Maar toch, als je alleen al naar het aantal counts kijkt dan kan je toch wel iets van een vermoeden over uitspreken. De signalen waar ze naar kijken zijn orde van grootte 10-20 counts. Eigenlijk zie je behalve de 5 en 9 geen getallen onder de 10, dus ik denk dat dat ongeveer het ruisniveau is.
        Een gangbare definitie voor metingen met massaspectrometers voor de detectielimiet is een signaal/ruis verhouding van 3 (maw het signaal moet 3 maal intenser zijn dan de ruis), en dan is dat hier niet het geval. Het is in ieder geval heel dicht tegen de detectiegrens van het instrument aan.

        Maar hoe dan ook, ik vind het een machtige interessante ontwikkeling en kan niet wachten op meer en betere metingen.

  2. Wie weet is de dikke atmosfeer wel een geschikte plek voor een onderzoekslaboratorium. Volgens Geoffrey Alan Landis, een Amerikaanse sciencefictionschrijver en wetenschapper in vastestoffysica, is het op 50 km boven het oppervlakte van Venus goed toeven 😉
    https://www.astroblogs.nl/2014/12/09/een-zwevende-wolkenkolonie-op-venus/

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: