Upptäckten av fosfin i Venus atmosfär har skapat stort intresse. Det har potential att vara en biosignatur, men sedan upptäckten har vissa forskare gjort det kastat kallt vatten på den idén.
Men det ser åtminstone ut som om upptäckten är verklig och att en av NASA:s Pioneer-rymdfarkoster upptäckte den svårfångade gasen redan 1978. Och även om det inte nödvändigtvis är en biosignatur, tycker författarna till en ny studie att vi måste tänka om kemin av Venus atmosfär.
Den senaste studien fann endast små mängder fosfin i Venus atmosfär: 20 delar per miljard. Men den fanns fortfarande kvar. Och det ser ut som att det har funnits där ett tag, enligt resultaten i en ny tidning.
Ett team av forskare tillkännagav Pioneer fosfindata i en artikel med titeln ' Är fosfin i masspektra från Venus moln ?” Huvudförfattaren är Rakesh Mogul, professor i biologisk kemi vid California State Polytechnic University. Mogul är också associerad med SETI Institute och NASA:s Office of Planetary Protection. Tidningen finns tillgänglig på pre-press-sajten arxiv.org.
'Med tanke på implikationerna av den rapporterade enkelspektrala linjedetektionen av fosfin (PH3) av Greaves et al., blev vi inspirerade att ompröva data som erhållits från Pioneer-Venus Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS) för att söka efter bevis för fosfor föreningar”, skriver forskarna i början av sin uppsats.
De Pioneer Venus Multiprobe , även kallad Pioneer Venus 2, eller Pioneer 13, upptäckte den med dess Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS) instrument.
Ingenjörer inspekterar NASA:s Pioneer Venus Multiprobe rymdfarkostbuss med de fyra sonderna fästa. Bildkredit: Av NASA Ames Research Center (NASA-ARC) – http://nix.larc.nasa.gov/info;jsessionid=6v6flfypvl37?id=AC77-0376-8&orgid=9, Public Domain, https://commons .wikimedia.org/w/index.php?curid=2354021
Nomenklaturen kring NASA:s Pioneer-program förtjänar ett förtydligande. Det fanns faktiskt två Pioneer-program.
Den första involverade en serie rymdfarkoster som lanserades mellan 1958 och 1960. Den skickade rymdfarkoster för att kretsa runt månen, flyga förbi månen och för att undersöka det interplanetära rymden mellan Venus och jorden.
Den andra delen lanserade rymdfarkoster mellan 1965 och 1992. Den skickade ut fyra rymdfarkoster, varav två skickades till Venus. Dessa två bestod av Pioneer Venus-projektet, bestående av Pioneer Venus Orbiter , och den Pioneer Venus Multiprobe .
Fortfarande med oss?
Det är Pioneer Venus Multiprobe (PVM) och de data den samlade in som är kärnan i denna studie. PVM bestod av en huvudrymdfarkost som bar fyra separata sonder. En var stor och tre var mindre. Den 9 december 1978 släpptes alla fyra sonderna ut i den venusiska atmosfären på olika platser och samlade in data när de gick ner genom de tjocka molnen.
En NASA-affisch från arkiven illustrerar komponenterna i Pioneer Venus Multiprobe. Bildkredit: Av NASA/Glenn Research Center – https://archive.org/details/C-1978-1565, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=71788219
Den största av de fyra sonderna kallas helt enkelt för Stor sond . Den bar fler instrument än de mindre sonderna; sju faktiskt. Och den sänkte sig själv via fallskärm, medan de andra tre inte gjorde det. Ett av dess instrument var Large Probe Neutral Mass Spectrometer
När Greaves et al upptäckte fosfin i Venus övre molnlager beslutade forskargruppen bakom detta arbete att leta efter bevis för fosfinen från tidigare dagar. Eftersom LNMS studerade neutrala gaser och deras massor på olika höjder, resonerade de, att det kanske 'såg' fosfin i de övre molnlagren redan 1978.
Efter att ha gått igenom uppgifterna skrev teamet: 'Vi finner att LMNS-data stöder närvaron av fosfin; även om fosfinets ursprung förblir okänt.'
Pioneer Venus Multiprobe släppte ut totalt fyra sonder i den venusiska atmosfären. Bildkredit: Av NASA – http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19780020162.pdf, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php ?curid=38737173
Det tog en del arbete för att komma till den slutsatsen. Uppgifterna är trots allt över 40 år gamla.
De börjar med att testa riktigheten av data och instrumentet som samlade in dem för att vara säker. 'För att uppskatta upplösningen och upplösningsförmågan hos LNMS jämförde vi först uppmätta och förväntade massor för CO2, SO2, N2, 40Ar och 36Ar, som identifierades av Hoffman et al,' skriver de. 'I alla fall skilde uppmätta massor (från spektra) och förväntade massor med<0.003 amu ).” That difference is not significant in this work. In their paper, they explain the accuracy of their data in greater detail.
'I detta ljus utnyttjade vi högupplösta data och dynamiska omfång för att avslöja närvaron av fosfin. Vi noterar att fosforföreningar inte rapporterades i de initiala analyserna...” av LNMS-data. Men det betyder inte att signalen inte var där.
Författarna säger att uppgifterna bekräftar närvaron av fosfin i Venus atmosfär. De listar också några andra slutsatser, som bara de särskilt kemiskt sinnade kan tycka är intressanta. Intresserade läsare kan kolla in tidningen, som är ganska kort läsning.
Kort sagt, det finns en viss otydlighet i avläsningarna, vilket tyder på att det som verkar vara PH3kan potentiellt vara H2S eller svavelväte. Men i slutändan är det PH3och dess syskon PH2som står för det, i författarnas analys.
Ballonguppdrag till Venus har föreslagits för både utforskning och kolonisering. Bildkredit: NASA
De hittade också några andra inkongruenta data för andra kemikalier i Venus atmosfär. Återigen, detta är sannolikt bara av intresse för de kemiskt sinnade bland oss, men det är värt att nämna. De säger att förekomsten av dessa kemikalier strider mot Venus oxiderande atmosfär. Dessa inkluderar metan, dikväveoxid och väteperoxid.
I sin slutsats skriver författarna att 'denna omvärdering av Venus masspektra visar på upptäckten av atomärt fosfor som en fragmenteringsprodukt från en neutral gas. Dessutom visar spektra en lockande möjlighet för närvaron av PH3, tillsammans med dess associerade fragment ...'
De påpekar också att LNMS-signalen för fosfin är svag, men den matchar siffran på 20 ppb i studien från ett par veckor sedan.
'Medan intensiteterna på topparna är låga är de kanske överensstämmande med
de ~20 ppb överflöd som rapporterats av Greaves et al. Tillsammans antyder de preliminära uppdragen att de rapporterade förekomsterna av H2S (från masspektra) över Venus atmosfär faktiskt kan vara PH3;
Denna siffra från studien visar preliminära tilldelningar av olika kemikalier till spektra som erhålls av den neutrala masspektrometern på NASA:s Pioneer Venus Probe. Bildkredit: Mogul et al, 2020.
Sammantaget tror teamet att vi kan behöva tänka om Venus atmosfär och dess potential att hysa liv. Inte bara på grund av Greaves et al-studien, utan på grund av deras egna resultat. 'Vi tror att detta är en indikation på kemi som ännu inte upptäckts och/eller kemi som potentiellt är gynnsam för livet.'
'När vi ser framåt', skriver de, 'och för att bättre förstå potentialen för ojämvikt i molnen, kräver vi en uthållig strategi för utforskningen av Venus.'
Mer vetenskap?
Låter bra.
Mer:
- Ny forskning: Finns fosfin i masspektrat från Venus moln?
- Universum idag: Hittade forskare precis tecken på liv på Venus?
- Universum idag: Kanske kan vulkaner förklara fosfinen i Venus atmosfär