Indicios de vida en Venus

Impresión artística de Venus, con un recuadro que muestra una representación de las moléculas de fosfina detectadas en las nubes altas. Ver video.
Crédito:
ESO / M. Kornmesser / L. Calçada y NASA / JPL / Caltech.
Tipo de licencia: Atribución (CC BY 4.0)

Introducción

Un equipo internacional de astrónomos, anunció hoy el descubrimiento de una molécula rara, la fosfina (también se lo llama fosfano) , en las nubes de Venus. La investigación fue dirigida por la Profesora Jane Greaves de la Universidad de Cardiff. En la Tierra, este gas solo se produce a nivel industrial o por microbios que prosperan en entornos libres de oxígeno.

Los astrónomos especularon durante décadas que las nubes altas en Venus podrían ofrecer un hogar para los microbios, que flotan libres de la superficie abrasadora. Pero ellos aún necesitan tolerar una acidez muy alta. La detección de moléculas de fosfina, que consisten en hidrógeno y fósforo, podría apuntar a esta vida ‘aérea’ extraterrestre. El nuevo descubrimiento se describe en un artículo publicado en Nature Astronomy .

Imagen sintetizada en falso color de Venus, usando imágenes de banda de 283 nm y 365 nm tomadas por Venus Ultraviolet Imager (UVI).
Crédito: Equipo del proyecto JAXA / ISAS / Akatsuki
Tipo de licencia: Atribución (CC BY 4.0).

Observando con dos sofisticados raditelescopios

Observando con el telescopio James Clerk Maxwell

El equipo utilizó por primera vez el telescopio James Clerk Maxwell (JCMT) en Hawái para detectar la fosfina. Luego se les otorgó tiempo para seguir su descubrimiento con los 45 telescopios del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile. Ambas instalaciones observaron Venus en una longitud de onda de aproximadamente 1 milímetro, mucho más larga de lo que el ojo humano puede ver. Solo los telescopios a gran altitud pueden detectar esta longitud de onda de manera efectiva.

El telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), es el telescopio más grande del mundo diseñado específicamente para observar en longitudes de onda submilimétricas. Está situado cerca de la cima de Maunakea, Hawái. El telescopio se utiliza para estudiar objetos que van desde nuestro Sistema Solar y galaxias distantes, hasta polvo y gas interestelar y circunestelar.
Crédito: Will Montgomerie / EAO / JCMT
Tipo de licencia: Atribución (CC BY 4.0)

La Profesora Greaves dijo: “Este fue un experimento hecho por pura curiosidad, en realidad, aprovechando la poderosa tecnología del JCMT y pensando en futuros instrumentos. Pensé que podríamos descartar escenarios extremos, como las nubes llenas de organismos. Cuando obtuvimos los primeros indicios de fosfina en el espectro de Venus, ¡fue un shock! «

Observando con el telescopio ALMA

Naturalmente cautelosos sobre los hallazgos iniciales, Greaves y su equipo estuvieron encantados de pasar tres horas con el observatorio ALMA, que es más sensible. El mal tiempo agregó un retraso frustrante, pero después de seis meses de procesamiento de datos, se confirmó el descubrimiento. 

Matriz de radiotelescopios ALMA en la meseta de Chajnantor en el desierto de Atacama, uno de los lugares más altos y secos de la Tierra.
Crédito : ESO / ALMA.

La integrante del equipo, la Dra. Anita Richards , del Centro Regional ALMA del Reino Unido y la Universidad de Manchester , agregó lo siguiente. “Para nuestro gran alivio, las condiciones eran buenas en ALMA para las observaciones de seguimiento mientras Venus estaba en un ángulo adecuado con la Tierra. Sin embargo, procesar los datos fue complicado, ya que ALMA no suele buscar efectos muy sutiles en objetos muy brillantes como Venus ”.

Greaves agregó: «Al final, descubrimos que ambos observatorios habían visto lo mismo. Una débil absorción en la longitud de onda correcta para ser gas fosfina, donde las moléculas son iluminadas por las nubes más cálidas de abajo».

Investigando la abundancia y el origen de la fosfina

El profesor Hideo Sagawa de la Universidad Sangyo de Kioto utilizó sus modelos para la atmósfera venusiana para interpretar los datos. Descubrió que la fosfina está presente pero es escasa: solo unas veinte moléculas por cada mil millones.

Luego, los astrónomos realizaron cálculos para ver si la fosfina podría provenir de procesos naturales en Venus. Adviertieron que falta algo de información. De hecho, el único otro estudio del fósforo en Venus provino de un experimento de aterrizaje, realizado por la misión soviética Vega 2 en 1985. 

El científico del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), el Dr. William Bains, dirigió el trabajo sobre la evaluación de las formas naturales de producir fosfina. Algunas ideas incluían la luz del Sol, los minerales lanzados hacia arriba desde la superficie, los volcanes o los relámpagos. Pero ninguno de estos podría producir nada cerca de la cantidad observada. Se descubrió que las fuentes naturales producen como máximo una diezmilésima parte de la cantidad de fosfina que vieron los telescopios.

Para crear la cantidad observada de fosfina en Venus, los organismos terrestres solo necesitarían trabajar a aproximadamente el 10% de su productividad máxima. Ese es el resultado de los cálculos del Dr. Paul Rimmer de la Universidad de Cambridge. Sin embargo, es probable que cualquier microbio en Venus sea muy diferente a sus primos terrestres para sobrevivir en condiciones hiperácidas.

Las bacterias terrestres pueden absorber minerales de fosfato, agregar hidrógeno y, en última instancia, expulsar el gas fosfina. Les cuesta energía hacer esto, así que no está claro por qué lo hacen. La fosfina podría ser solo un producto de desecho, pero otros científicos han sugerido propósitos como protegerse de las bacterias rivales.

Buscando firmas biológicas de vida

La doctora Clara Sousa Silva del equipo del MIT, también estaba pensando en buscar fosfina como un gas de ‘firma biológica’ de vida que no usa oxígeno. Lo aplicaría a la búsqueda de vida en planetas alrededor de otras estrellas, porque la química normal produce muy poco de ella.

Ella comentó: “¡Encontrar fosfina en Venus fue una ventaja inesperada! El descubrimiento plantea muchas preguntas, como cómo podría sobrevivir cualquier organismo. En la Tierra, algunos microbios pueden hacer frente a aproximadamente un 5% de ácido en su entorno. Pero las nubes de Venus están casi completamente compuestas de ácido ”.

Pueden existir otras posibles firmas biológicas en el Sistema Solar, como el metano en Marte y el escape de agua de las lunas heladas Europa y Encelado. En Venus, se ha sugerido que las rayas oscuras donde se absorbe la luz ultravioleta podrían provenir de colonias de microbios. La nave espacial Akatsuki , lanzada por la Agencia Espacial Japonesa JAXA, actualmente está mapeando estas rayas oscuras para comprender más sobre este «absorbente ultravioleta desconocido». 

Confirmar la presencia de «vida» requiere mucho más trabajo

El equipo cree que su descubrimiento es significativo porque pueden descartar muchas formas alternativas de producir fosfina. Pero reconocen que confirmar la presencia de «vida» requiere mucho más trabajo. Aunque las nubes altas de Venus tienen temperaturas agradables de hasta 30 grados centígrados , son increíblemente ácidas, alrededor del 90% de ácido sulfúrico. Esto plantea problemas importantes para que los microbios sobrevivan allí. La Profesora Sara Seager y el Dr. Janusz Petkowski , también ambos del MIT, están investigando cómo los microbios podrían protegerse dentro de las gotas. 

El futuro

El equipo ahora espera ansiosamente más tiempo del telescopio. Pretenden establecer si la fosfina se encuentra en una parte relativamente templada de las nubes y buscar otros gases asociados con la vida. Las nuevas misiones espaciales también podrían viajar a nuestro planeta vecino y tomar muestras de las nubes in situ para buscar más señales de vida.

Reconocimientos

La profesora Emma Bunce, Presidenta de la Royal Astronomical Society, felicitó al equipo por su trabajo:

“Una pregunta clave en la ciencia es si existe vida más allá de la Tierra. El descubrimiento de la Profesora Jane Greaves y su equipo es un paso clave en esa búsqueda. Estoy particularmente encantada de ver a los científicos del Reino Unido liderando un avance tan importante. Es algo que hace un caso sólido para una misión espacial de regreso a Venus ”.

La ministra de Ciencia Amanda Solloway dijo:

«Venus ha capturado durante décadas la imaginación de científicos y astrónomos de todo el mundo».

“Este descubrimiento es inmensamente emocionante, nos ayuda a aumentar nuestra comprensión del universo e incluso si podría haber vida en Venus. Estoy increíblemente orgullosa de que esta fascinante detección haya sido dirigida por algunos de los principales científicos e ingenieros del Reino Unido. Lo hicieron utilizando instalaciones de vanguardia construidas en nuestro propio suelo «.

Fuente: The Royal Astronomical Society (RAS).

Artículo original: «Hints of life on Venus«. Sep 14, 2020.

El «paper»:

 «Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus«, Jane S. Greaves et al. Nature Astronomy (2020).

Material relacionado

Sesión de Prensa de la RAS:

RAS Press Briefing – Phosphine on Venus (Comienza a partir del minuto 10:38).

La noticia presentada en otros medios

Comentarios del estudio realizados por profesionales:

El Podcast preparado por SETI Institute, donde hablan los investigadores del MIT involucrados en el descubrimiento

Imagen de la superficie de Venus de la Venera 14 procesada por Don P. Mitchell. Crédito: NASA/Don P. Mirchell).

Investigando las posibilidad de vida en las nubes altas de Venus

Las estructuras de rayas a gran escala descubiertas en la atmósfera de Venus. 
Crédito: Agencia Espacial Japonesa
(JAXA).

Un nuevo trabajo de la Astrobióloga Sara Seager y sus colegas sugiere que los microbios podrían tener un «ciclo de vida» sostenido, lo que les permitirá sobrevivir durante quizás millones de años. El siguiente artículo lo presenta.

El Jet Propulsion Laboratory puso a disposición del público una colección de infográficos sobre Venus:

Misiones pasadas y presentes que observaron / observan Venus

Muy visitado en una era anterior de exploración espacial, el planeta ha sido pasado por alto en las últimas décadas. Ver los siguientes artículos.

Representación de un artista de la nave espacial Pioneer Venus 2 de la NASA y cuatro sondas atmosféricas, para una misión de 1978 para aprender más sobre la atmósfera del planeta.
Crédito: Paul Hudson / NASA
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