Maar liefst drie nieuwe missies op stapel voor Venus

Impressie van EnVision. Credits: European Space Agency/Paris Observatory/VR2Planets

Mars was lange tijd populaire bij de internationale ruimtevaartorganisaties, maar deze week bleek vooral Venus erg populair te zijn, getuige de keuze van de NASA en ESA om drie missies naar de hete binnenplaneet goed te keuren. Op een rijtje, eerst de twee waar de NASA mee kwam en als laatste de missie waar de ESA mee kwam:

  • DAVINCI+, dat staat voor ‘Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging’. Deze gaat kijken hoe de atmosfeer ontstaan en ontwikkeld is en of Venus ooit een oceaan heeft gehad. Hiertoe zal onder andere een bolvormige sonde aan een parachute in de atmosfeer van Venus afdalen om de samenstelling ervan te meten. DAVINCI+ gaat ook de zogeheten “tesserae” onderzoeken, dat zijn geologische structuren op Venus die lijken op de Aardse continenten en die mogelijk te maken hebben met bewegende tectonische platen.
  • VERITAS (staat voor ‘Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy‘), dat wordt een ruimtesonde die vrijwel het complete oppervlak van Venus in kaart zal brengen met radarapparatuur, om meer te weten te komen over de geologische geschiedenis van de planeet. Grote vraag waarop ‘ie antwoord moet geven: waarom verschit de atmosfeer van Venus zo veel van die van de aarde?
  • EnVision, de ESA-missie die in samenwerking met de NASA Venus moet gaan verkennen, met name de relatie tussen de atmosfeer van Venus en de geologische processen aldaar. Net als de voorganger Magellan zal EnVision radarbeelden van Venus maken, maar dan véél beter. Dat gebeurt o.a. met de ‘synthetic aperture radar’ genaamd VenSAR, die door de NASA wordt geleverd.

Alle drie de missies gaan niet zelfstandig opereren, maar zullen met elkaar samenwerken. Een missie in teamverband dus. 😀
Bron: NASA en NASA.

Vermeende fosfine in atmosfeer Venus was waarschijnlijk gewone zwaveldioxide

Infraroodstraling vanaf de nachtzijde van Venus, gefotografeerd met de Akatsuki sonde. Credit: JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic

Op 14 september 2020 was het wereldnieuws: sterrenkundigen onder leiding van Jane Greaves ( Cardiff Universiteit) hadden met de James Clerk Maxwell Telescoop (JCMT) op Hawaï en het Atacama Large Millimeter Array (ALMA) observatorium in Chili aanwijzingen gevonden dat er hoog in de atmosfeer van Venus fosfine aanwezig is, iets dat zou wijzen op de aanwezigheid van anaeroob leven in de atmosfeer. Kort na de bekendmaking kwam er al kritiek van diverse andere onderzoekers en nu is daar een nieuw hoofdstuk aan toegevoegd. Een groep onderzoekers van de Universiteit van Washington (UvW) heeft op basis van een nieuw model van de atmosfeer van Venus gekeken naar hetgeen JCMT en ALMA precies zagen en hoe die waarnemingen precies geïnterpreteerd moeten worden. Op 25 januari verscheen dit vakartikel er over, dat gereed is voor publicatie in the Astrophysical Journal. Uit het nieuwe onderzoek komt naar voren dat de twee telescopen geen fosfine zagen, maar gewone zwaveldioxide. Het signaal blijkt niet afkomstig te zijn uit een laag met bewolking tussen 48 en 60 km boven het oppervlak van Venus, zoals Greaves dacht, maar veel hoger in de atmosfeer, waar fosfine door de UV-straling van de zon binnen enkele seconden zou worden afgebroken, áls het daar zou voorkomen.

Venus in 1974 gefotografeerd met de Mariner 10 van de NASA. Credit: NASA/JPL-Caltech

Al in 2017 werd ontdekt dat er bij een frekwentie van 266,94 gigahertz een signaal van absorptie in de atmosfeer van Venus is. Zowel fosfine als zwaveldioxide kunnen die absorptie veroorzaken. Met een zogeheten ‘radiative transfer model’ van de atmosfeer van Venus hebben de onderzoekers, die onder leiding stonden van Andrew Lincowski (UvW), het door JCMT en ALMA gemeten signaal bestudeerd, en het blijkt te komen vanuit de mesosfeer van Venus, een laag op minstens 80 km boven het oppervlak. De ALMA telescoop leek in 2019 ten tijde van de waarnemingen minder gevoelig te zijn voor het signaal van zwaveldioxide in de Venusatmosfeer en dat zorgde er voor dat Greaves en haar collegae dachten dat fosfine de enig mogelijke verklaring van het signaal was. Die lagere gevoeligheid kwam door een fenomeen dat ‘spectral line dilution’ wordt genoemd, iets dat te maken heeft met de afstelling van de antennes. Een instrumentele fout dus eigenlijk. Bron: UvW.

Zit er toch fosfine in de atmosfeer van Venus?

Credit: ESO

Het begint inmiddels op een echt debat te lijken, één van de vele debatten die er in de sterrenkunde en natuurkunde worden gevoerd: de wetenschappelijke discussie over de vraag of er wel of geen fosfine in de hogere delen van de atmosfeer van Venus zit. Nog even in een notendop: Eerst was er op 14 september de wereldwijde bekendmaking dat een internationaal team van onderzoekers on der leiding van Jane Greaves (Cardiff Universiteit) met de JCMT en ALMA telescopen in de hogere delen van de atmosfeer van Venus mogelijk fosfine (PH3) had gedetecteerd – fosfine is een gas dat een mogelijk biologische oorsprong heeft. Enkele weken later kwam het nieuws dat Nederlandse onderzoekers in de gegevens van ALMA geen signaal van fosfine hadden gevonden, dat het signaal statistisch te onbetrouwbaar was om de aanwezigheid van fosfine uit af te leiden. En eind oktober verscheen er nieuw onderzoek, dat duidelijk maakt dat we definitief vaarwel kunnen zeggen tegen fosfine in de atmosfeer van Venus, een onderzoek dat zei dat het signaal verklaard kon worden door de aanwezigheid van zwaveldioxide (SO2). Greaves en haar team moesten hun artikel maar snel terugtrekken, zo werd bruut gezegd (iets waarvoor ze later hun spijt hebben betuigd).

Laatste nieuws is dat het team van Greaves opnieuw naar de gegevens heeft gekeken en zij hebben een heranalyse van die gegevens uitgevoerd, waarbij ze uit de data van ALMA een ‘spurious signal’ hebben verwijderd. Dat heeft geresulteerd in een nieuw vakartikel, dat gepubliceerd is op de ArXiv (nog niet ge-peer-reviewd) en waarvan de resultaten ook zijn gepresenteerd op een bijeenkomst van de Venus Exploration Analysis Group (VEXAG) op 17 november. Greaves et al blijft er bij dat er fosfine in de atmosfeer van Venus zit, alleen is er minder dan ze eerst dachten, gemiddeld ongeveer 1 ppb (part per billion), zo’n zeven keer minder als de inschatting van 14 september. Volgens de onderzoekers kan het signaal niet verklaard worden door zwaveldioxide. Het signaal van fosfine lijkt te variëren in plaats en tijd met af en toe pieken van wel 5 ppb, iets wat lijkt op de methaanpieken op Mars, die ook lijken te variëren. Op de VEGAX bijeenkomst werd gezegd dat zelfs een waarde van 1 ppb fosfine in de atmosfeer van Venus niet verklaard kan worden door bliksem of vulkanisme, maar dat er een biologische oorsprong moet zijn. Afijn, wordt vast en zeker vervolgd. Bron: Universe Today.

Over water dat ontsnapt van Venus én Mars

Impressie van de interactie tussen Venus en de zonnewind. CREDIT: ESA (Image by C. Carreau)

Afgelopen week kwamen twee nieuwsberichten tot ons die allebei gingen over water dat ontsnapt van planeten, in dit geval Venus en Mars. Even de beide nieuwsberichten op een rijtje:

  • Ten eerste Venus: Moa Persson (Swedish Institute of Space Physics en Umeå University) heeft gekeken naar gegevens die verzameld zijn met het ASPERA-4 instrument aan boord van de Europese Venus Express sonde, die om Venus draait. Daarmee kon men de hoeveelheid ionen meten, die de atmosfeer van Venus verlaten, iets dat periodiek verandert met de hoeveelheid zonnewind, die weer schommelt door de elfjarige cyclus van de zon. Uit het onderzoek van Persson komt naar voren dat Venus op het oppervlak kurkdroog is, hetgeen met een temperatuur aldaar van 460 °C niet zo verwonderlijk is. Maar ooit was Venus veel natter en zou de diepte van dat water, indien het gelijk over het oppervlak zou zijn verdeeld, honderden meters (!) diep zijn geweest. Van die enorme hoeveelheid water die Venus ooit op z’n oppervlak had is slechts een paar decimeter uit de atmosfeer ontsnapt, aldus de ASPERA-4 gegevens. En de rest van dat water, waar is dat dan nu? Dat zou dan in de atmosfeer van Venus moeten zitten. Hier de thesis van Persson, waarin z’n onderzoek terug te lezen valt. Bron: IFR.
  • Ten tweede Mars: daar blijkt de situatie toch echt anders te zijn dan op Venus. Onderzoekers van de Universiteit van Arizona hebben ontdekt dat in de bovenste delen van de atmosfeer van Mars een grote hoeveelheid water wordt vernietigd. Zij baseerden zich op de gegevens die verzameld zijn door de MAVEN missie van de NASA. Zo af en toe duikt MAVEN een paar uur door de hogere delen van de ijle atmosfeer van Mars en met het Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) instrument meet ‘ie dan de hoeveelheid ionen, net zoals ASPERA-4 dat bij Venus doet. Ook Mars heeft een natte historie, die heel anders was dan de hedendaagse Rode Planeet.

    Links Mars tegenwoordig, rechts een impressie van Mars in z’n natte periode. CREDIT: NASA’s Goddard Space Flight Cente

    Het onderzoek laat zien dat Mars een miljard jaar geleden een hoeveelheid water bevatte, die gelijk verspreid over het oppervlak een diepte van 43 cm zou hebben gehad. Op Aarde hebben we een zogeheten hygropauze in de atmosfeer, die door z’n lage temperatuur water aan het oppervlak verhindert om hoog in de atmosfeer op te stijgen. Op Mars is de hygropauze te warm en daardoor kon water wel opstijgen en hoog in de atmosfeer valt het waterdamp onder invloed van de zonnewind uiteen in ionen en verdwijnt het in de ruimte. Naast dat verlies van 43 cm waterdiepte door een te warme hygropauze is er nog een nadere oorzaak van waterverlies: zo’n extra 17 cm zou Mars hebben verloren door de invloed van stofstormen, die ook veel waterdamp in de hogere delen van de atmosfeer brengen. Hier het vakartikel over het waterverlies van Mars, deze week verschenen in Science. Bron: Universiteit van Arizona.

Toch geen fosfine in de atmosfeer van Venus?

Credit: Wikipedia.

Op 14 september werd wereldkundig gemaakt dat onderzoekers in de gegevens verzameld met de James Clerk Maxwell Telescoop (JCMT) op Hawaï en het Atacama Large Millimeter Array (ALMA) observatorium in Chili aanwijzingen hadden gevonden dat er fosfine (PH3) in de hogere delen van de atmosfeer van Venus zit. Dat voedde direct het idee dat er in die hogere delen mogelijk microbacterieel leven zou zijn, een producent van fosfine. Vandaag echter komen onderzoekers van de Universiteiten van Leiden, Groningen en Amsterdam tot de conclusie dat er géén fosfine is gevonden. Wat ze deden was nogmaals kijken naar de gegevens die verzameld waren met ALMA bij een frekwentie van 267 GHz. Een statistische heranalyse van die gegevens laat zien dat de betrouwbaarheid van de aanwezigheid van een PH3-lijn in het spectrum van Venus zit slechts 2σ (sigma) is, veel te laag om daar enige waarde aan te hechten (5σ is de grens om als wetenschappelijk bewijs te gelden). Op grond hiervan concluderen ze “We find that the published 267-GHz ALMA data provide no statistical evidence for phosphine in the atmosphere of Venus.” 

Hier het drie pagina’s tellende vakartikel van Ignas Snellen et al, aangeboden voor publicatie in Astronomy & Astrophysics (het moet nog wel worden gepeer-reviewed, een standaard collegiale toetsing). Bron: Astrobiology.

Dat Venus zo heet en onleefbaar is komt wellicht door… Jupiter

Voorstelling van de banen van de planeten in het binnenste deel van het zonnestelsel, de eccentriciteit weergevend. Credit: ChongChong He.

Door het broeikaseffect is Venus een hete, onleefbare planeet geworden, nou ja aan het oppervlak tenminste, wellicht dat er in de hogere delen van de atmosfeer wel primitief leven voorkomt, getuige de aanwezigheid van fosfine aldaar. Het blijkt nu dat Venus wellicht een leefbare planeet zou kunnen zijn geweest als Jupiter niet dwars had gelegen. Dat Jupiter met z’n enorme massa – twee en een halve keer die van de andere planeten in het zonnestelsel bij elkaar – de banen van de andere planeten beïnvloedt is bekend. Onderzoek van de astrobioloog Stephen Kane (University of California, Riverside) laat zien dat de baan van Venus in het vroege zonnestelsel elliptisch was, terwijl het tegenwoordig bijna cirkelvormig is. De eccentriciteit is het getal waarmee sterrenkundigen laten zien hoe de vorm van de baan van een planeet is, een eccentriciteit van 0 is perfect cirkelvormig, 1 is een perfecte ellips, waarbij de planeet na één rondje al wegvliegt. Venus z’n eccentriciteit is nu 0,006, het meest cirkelvormig van alle planeten in het zonnestelsel. Simulaties die Kane heeft gedaan laten zien dat Venus miljarden jaren geleden een eccentriciteit van 0,3 had en dat de planeet toen veel leefbaarder moet zijn geweest. Maar Jupiter stond toen ook dichterbij de zon dan tegenwoordig. Toen die gasreus naar buiten ging migreren, zoals in het Grand Tack model wordt beschreven, veranderde dat de baan van Venus drastisch en onderging deze ook allerlei klimaatveranderingen, die ‘m niet meer leefbaar maakten. Zoals gezegd is recent fosfine ontdekt in de hogere delen van de atmosfeer van Venus. Kane zegt dat het mogelijk is dat het leven dat het fosine geproduceerd heeft “de laatste overlevende soort op een planeet is die een dramatische verandering in zijn omgeving heeft doorgemaakt”. Om dat het geval te laten zijn hadden de  microben hun aanwezigheid in de zwavelzuurwolken boven Venus ongeveer een miljard jaar moeten behouden sinds Venus voor het laatst vloeibaar oppervlaktewater had, aldus Kane – een moeilijk voorstelbaar, maar niet onmogelijk scenario. Hier het vakartikel van Kane, verschenen in the Planetary Science Journal. Bron: UCR.

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.

Rusland breidt Venus exploratieprogramma verder uit met bouw eigen Venussonde

Rusland gaat een eigen Venus ruimtesonde bouwen met als doel om begin volgend decennium naar Venus af te kunnen reizen. Dit heeft het hoofd van Roscosmos Dmitry Rogozin op 15 september j.l. bekend gemaakt tijdens de HeliRussia-2020 expositie. De eerste missie van het Russische Venus exploratieprogramma bestaat uit de Venera-D missie, waar Rusland i.s.m. de VS momenteel aan werkt. Van oorsprong is deze missie een Russisch project maar sinds 2013 is de VS, alsook Japan, erbij betrokken. In mei j.l. maakte de wetenschappelijk directeur van het Russisch ruimtevaart onderzoeksinstituut (IKI) Lev Zeleny al bekend dat het Venus exploratie programma inhoudt dat alle missies naar Venus, naast een orbiter, ook een landermodule zullen bevatten. Verder werd bekend dat deze missie aan het einde van dit decennium zal plaatsvinden en mogelijk nog twee andere, eigen Russische Venus ruimtesondes, enkele jaren later de Venera-D zullen nareizen. Meer details over de Venusmissies zullen in de loop van 2021 door Roscosmos bekend gemaakt worden. Echter de onderhandelingen over Venera-D zullen in oktober met de VS verder gaan, en, met het oog op het coronavirus, zo mogelijk op afstand. Lees verder

Breakthrough Initiatives wil onderzoek naar leven op Venus in gang zetten

Venus, gefotografeerd door het Japanse Akatsuki ruimtevaartuig op 30 mei 2018. Credit: JAXA/PLANET-C Project Team

Gisteren werd wereldkundig gemaakt dat onderzoekers in de atmosfeer van Venus mogelijk fosfine hebben aangetroffen, een stinkend en giftig molecuul, dat op Venus mogelijk geproduceerd wordt door anaerobe levensvormen, die voorkomen in druppels in een wolkenlaag ergens tussen 48 en 60 km hoogte. Ook al is het helemaal niet zeker dát er fosfine in de atmosfeer van Venus is en dát die fosfine daar gekomen is door productie van primitief buitenaards leven, maar toch is vandaag het ‘Breakthrough Initiatives’ van de miljardair Yuri Milner gekomen met het voorstel om een studie naar een onderzoek van leven op Venus te financieren. Er is een team gevormd van mensen uit diverse takken van wetenschap, zoals natuurkundigen, astronomen, astrobiologen en scheikundigen en dat team staat onder leiding van Sara Seager (Massachusetts Institute of Technology), één van de ontdekkers van fosfine op Venus. Dat team gaat nu bekijken hoe ze op Venus de aanwezigheid van leven in de atmosfeer kunnen aantonen. 

Credit: Breakthrough Listen / Danielle Futselaar

De Breakthrough Initiatives begon in 2015 met het Breakthrough Listen project, waarbij radioschotels worden gebruikt om te luisteren naar signalen van intelligente buitenaardse wezens. Daarna kwam Breakthrough Starshot, dat probeert om nieuwe technologieën te ontwikkelen om onbemande, kleine robotachtige ruimtevaartuigjes naar één van de meest nabije sterren te sturen. In beide projecten stopte Milner maar liefst $ 100 miljoen. En nu dan dus het plan om te kijken hoe we op Venus kunnen speuren naar leven. 

Voor de liefhebbers hieronder nog de beelden van de ruim een uur durende persconferentie, die gistermiddag werd gehouden over de mogelijke ontdekking van fosfine op Venus:

Bron: PR Newswire.

Sterrenkundigen vinden aanwijzing voor mogelijk leven in atmosfeer Venus: fosfine

Artistieke impressie van het wolkendek van Venus. Credits: ESA

We zoeken al jaren naar buitenaards leven en bijna altijd gaat de meeste aandacht naar Mars – afgelopen juli ging er nog een vloot van drie missies naar toe om daar verder te speuren naar (voormalig) leven. Maar nu is er een onverwachte andere planeet om de hoek komen kijken, die mogelijk leven bevat: Venus! Een team van onderzoekers van MIT en de Cardiff Universiteit, dat onder leiding staat van Jane Greaves, heeft namelijk in de atmosfeer van Venus fosfine (PH3) ontdekt. Dat is een stinkend en giftig gas, dat voor ons dodelijk is en dat door de chemische industrie wordt geproduceerd voor allerlei toepassingen. MIT-wetenschappers hadden eerder aangetoond dat als fosfine op een rotsachtige, op de aarde lijkende planeet zou worden aangetroffen dat het alleen het product zou kunnen zijn van leven dat daar voorkomt. Nu blijkt het daadwerkelijk te zijn aangetroffen in de atmosfeer van Venus, hetgeen is gedetecteerd met de James Clerk Maxwell Telescoop (JCMT) op Hawaï en bevestigd met de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) observatorium in Chili.

Credit: NASA

Nou staat Venus niet bekend als een levensvriendelijke omgeving. Sterker nog, wij zouden er niet kunnen leven. Er heerst een extreem klimaat met een temperatuur aan het oppervlak van rond de 500 °C, er is een hoge druk (ruim 90 bar) en een hoge koolstofdioxideconcentratie in de atmosfeer, hetgeen  betekent  dat iedere voor ons bekende vorm van leven op het oppervlak van Venus uitgesloten wordt geacht. Maar hoger in de atmosfeer is wel leven mogelijk, een idee dat al in 1967 werd geopperd door Harold Morowitz en Carl Sagan. MIT onderzoekers ontdekten vorig jaar dat anaeroob leven, d.w.z. leven dat niet gebruik maakt van zuurstof, in staat is fosfine te produceren. Sterker nog, op aardachtige planeten kan fosfine op geen enkele andere natuurlijke wijze worden geproduceerd dan door anaerobe levensvormen.

Hieronder een video met hoofd-onderzoekers Jane Greaves over de ontdekking van fosfine in de atmosfeer van Venus.

Fosfine is wel aangetoond in de atmosferen van Jupiter en Saturnus, maar dat zijn gasreuzen, die in de extreme omgeving in hun binnenste wel fosfine kunnen produceren, zónder biologische oorsprong. Als anaerobe microbacterieën fosfine produceren dan is fosfine dus een enorme ‘biosignatuur’, een sterke aanwijzing dat ergens leven voorkomt. De onderzoekers dachten toen meteen aan de James Webb Space Telescope (JWST), de opvolger van de Hubble ruimtetelescoop, die eind volgend jaar moet worden gelanceerd. Men rekende uit dat met de JWST op planeten tot 16 lichtjaar ver weg fosfine kon worden gedetecteerd. Maar zo ver heeft men dus helemaal niet hoeven te kijken, want nu blijkt het ook voor te komen op Venus, de planeet die het dichtst bij de aarde komt!

Credit: ESO/M. Kornmesser/L.Calcada/NASA/JPL-CalTech/Royal Astronomical Society.

Het team van Greaves heeft lang nagedacht over alternatieve verklaringen voor de aanwezigheid van fosfine in de zwavelrijke atmosfeer van Venus, maar ze konden niets vinden, niets tenminste wat het kon produceren in de hoeveelheid fosfine die is gevonden. “Dit betekent dat er leven is óf dat er een of ander fysiek of chemisch proces is op rotsachtige planeten die we niet kennen“, aldus Janusz Petkowski, één van de onderzoekers. Op het oppervlak van Venus is leven onmogelijk, maar in een smalle band van de atmosfeer op een hoogte van 48 tot 60 km is dat wel mogelijk. Daar heerst een temperatuur van 0 tot 90 °C en er zijn wolken. Het is in dat wolkendek dat fosfine is aangetroffen.

Spectrum van fosfine in de atmosfeer van Venus, links waargenomen door JCMT, rechts door ALMA, Credit: Greaves et. al. 2020

Na de detectie nam het team van Greaves meteen contact op met Clara Sousa-Silva, dé expert van dit stinkende, giftige goedje – zij en haar team hadden eind vorig jaar ontdekt dat fosfine een biosignatuur is. Men hanteerde het model van de atmosfeer van Venus dat ontwikkeld is door Hideo Sagawa (Kyoto Sangyo University). Daaruit blijkt dat fosfine een zeldzaam gas is, in een concentratie van 20 op de miljard moleculen in de atmosfeer van Venus. Hoewel dat laag is, is het niet ongewoon. Op aarde kunnen anaerobe microbacterieën ook fosfine produceren en dat komt in nog lagere concentraties voor.

Circulatie van wolkendruppeltjes met leven in het wolkendek van Venus. Credits: Seager e.a. MIT

Het leven op Venus zou zwevend zijn (Engels: ‘aerial’), voorkomend in dat specifieke wolkendek in de atmosfeer van Venus. Een biosfeer dus in de atmosfeer van Venus. Dat leven zou dan zitten in de wolkendruppeltjes, aldus onderzoek van Sara Seager en Janusz Petkowski. Die druppeltjes met leven zouden continu omhoog en omlaag gaan, zoals voorgesteld in de grafiek hierboven (zie voor de uitleg van de grafiek deze Astroblog van Angele Oosterom).

Hier het vakartikel over de ontdekking van fosfine in de atmosfeer van Venus, vandaag verschenen in Nature Astronomy. Bron: MIT.