Conferencia plenaria Fred Kavli: Fosfina en la atmósfera de Venus, Jane Greaves

La reunión número 240 de la Sociedad Astronómica Americana (AAS) (junto con las Divisiones de Astronomía Histórica, Astrofísica de Alta Energía y Astrofísica de Laboratorio) se llevó a cabo en el Centro de Convenciones de Pasadena en Pasadena, California del 14 al 16 de Junio de 2022. Un equipo de autores de Astrobites, realizó la cobertura de la Reunión. A continuación Briley Lewis nos informa de la conferencia de apertura de la Reunión.

La AAS 240 comenzó con un tema candente: posibles detecciones de vida extraterrestre. (¡Más específicamente, fosfina en la atmósfera de Venus!)

Vista de Venera de la superficie de Venus. 
Créditos: NASA/Academia Rusa de Ciencias/Venera 14]

En 2020, la profesora Jane Greaves y sus colaboradores publicaron un artículo que se convirtió en noticia de primera plana y afirmó una detección de fosfina en Venus, que podría ser un posible signo de vida extraterrestre. Sin embargo, durante mucho tiempo se ha considerado a Venus como un lugar bastante inhóspito. Las primeras misiones como Mariner 2 y Venera 14 revelaron una superficie seca con una temperatura sofocante de 900 °F (482 ºC), el resultado de un «efecto invernadero descontrolado». Sin embargo, algunos científicos creen que los microorganismos de una superficie previamente exuberante podrían haberse refugiado en las espesas nubes de Venus, donde todavía pueden residir hoy.

Estos microbios, si existieran, probablemente no usarían oxígeno ya que hay poco en la atmósfera de Venus, y sabemos que los microbios anaeróbicos (que no usan oxígeno) en la Tierra pueden producir fosfina (PH3). La fosfina también se produce mediante procesos industriales en la Tierra e incluso en las entrañas de los pingüinos. Pero no sabemos de una manera de hacer mucha fosfina solo a través de la fotoquímica en una atmósfera. Esto significa que si observáramos fosfina en Venus, podría tomarse como un signo probable de vida anaeróbica.

Greaves tuvo la idea de investigar esto en lo que ella llama un proyecto de «cielos azules», algo que era un poco arriesgado y solo tomaría unas pocas horas de tiempo de observación, pero que podría ser revolucionario si funcionara. Usó el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT) en Mauna Kea para observar Venus en longitudes de onda milimétricas, observando una capa «templada» de nubes en Venus para buscar firmas espectrales de la línea J=1-0 de la fosfina. Para su sorpresa, ¡los espectros mostraron una detección! Para estar segura de lo que estaba viendo, Greaves pasó casi tres años mirando el conjunto de datos y analizándolo antes de publicar su investigación histórica. Ahora, hay tres épocas de datos: dos del JCMT y una del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA ) — mostrando una detección de esta línea espectral de fosfina.

Las tres observaciones de Greaves de la línea de fosfina en Venus del JCMT y ALMA. 
Crédito:
Jane Greaves.

El artículo provocó una discusión y un debate significativos, como debería ocurrir con cualquier posible detección de vida. En su charla, exploró la cuestión de por qué hubo tanto debate y por qué esta es una detección tan difícil de hacer. La respuesta es bastante simple: ¡la interferometría es difícil! Los errores de fase de ALMA son simétricos, lo que genera ondas en los espectros que deben eliminarse. Para el JCMT, las señales que se retrasan al rebotar en las partes de la antena de radio pueden malinterpretarse como frecuencias diferentes, lo que nuevamente genera ondas. Estas ondas generalmente se eliminan ajustando un polinomio y restándolo. Algunos han rechazado este método, diciendo que podría crear una señal falsa con ese método, pero Greaves aseguró a la gente que esta es una práctica muy estándar en radioastronomía y, si se hace con cuidado y de manera adecuada, no puede producir señales falsas como se afirma. También ha reducido recientemente los datos del JCMT con un método alternativo, eliminando las ondas en el Espacio de Fourier, para reducir cualquier sesgo en la reducción, ¡y la señal sigue presente!

Greaves también abordó algunas otras críticas. Primero, algunos han sugerido que la línea de fosfina es en realidad solo una línea de dióxido de azufre que se ha desplazadoSegún su modelo se ajusta a los datos, es una probabilidad baja que ese podría ser el caso. Además, el dióxido de azufre solo podría imitar a la fosfina si su abundancia hubiera aumentado por un factor de 10 en una semana, ¡algo que nunca se había visto en el monitoreo milimétrico de Venus! Otros han especulado que los volcanes podrían explicar la presencia de fosfina, pero hoy Greaves hizo “un caso contra el vulcanismo”. La idea es que los fosfuros de las profundidades del manto puedan estallar explosivamente en la atmósfera y luego reaccionar para crear fosfina. Después de conversaciones con geoquímicos, Greaves determinó que ese es un escenario poco probable. Además, las erupciones explosivas necesitan agua, ¡algo que Venus notoriamente carece!

A pesar de esto, Greaves tampoco está completamente convencida de que sea la vida la productora de las fosfinas. Las nubes son ácidas y carecen de agua, lo que dificulta que incluso algo microscópico viva allí. Pero las condiciones en las nubes no son uniformes y siempre están cambiando, ¡así que tal vez podrían existir «microhábitats» de condiciones habitables!

Ahora, Greaves y sus colaboradores están haciendo un seguimiento, buscando formas de aclarar esta detección y comprender qué sucede exactamente en las nubes de Venus. Usando datos del JCMT, están buscando fosfina, agua semipesada (HDO), dióxido de azufre (SO2) y ácido sulfúrico (H2SO4 ) todo al mismo tiempo para ver cómo varían juntos. También quieren ver si estas líneas se desplazan con la velocidad de Venus, lo que confirmaría que no son solo artefactos en los datos. Además, los colaboradores de Greaves han utilizado datos del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA) para buscar líneas de fosfina, ¡y encontré una pista de que hay algo allí! Otras observaciones podrían ser útiles, y Greaves me dio «una súplica para mantener este maravilloso observatorio [SOFIA] en vuelo» a pesar de su cancelación planificada a fines del verano.

Diapositiva AAS de Greaves sobre las observaciones de SOFIA, que muestra el espectro de una línea PH3 diferente (4-3) y su petición de mantener el observatorio en funcionamiento. 
Créditos:
Jane Greaves/NASA/Cordiner et al.

El debate sobre la vida en Venus no está ni cerca de resolverse, pero podemos agradecer a Jane Greaves por iniciar esta increíble discusión. ¡Hay mucho que esperar, especialmente a medida que se lanzan nuevas misiones como DAVINCI+VERITASEnVision y más a nuestro planeta vecino en la próxima década!

Vea los tweets en vivo de esta sesión aquí, por Briley Lewis.

Fuente: Astrobites.

Artículo original: ‘AAS 240: Day 1: Fred Kavli Plenary Lecture: Phosphine in the Atmosphere of Venus, Jane Greaves (Cardiff University). Briley Lewis. June 14, 2022.

Material relacionado

Indicios de vida en Venus

mpresión 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)

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.

El siguiente artículo lo presenta y contiene además una selección de recursos que ilustran el tema.

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