Die Entdeckung von Phosphin in der Atmosphäre der Venus hat großes Interesse geweckt. Es hat das Potenzial, eine Biosignatur zu sein, obwohl einige Forscher seit der Entdeckung kaltes Wasser geworfen auf dieser Idee.
Aber es sieht zumindest so aus, als ob die Entdeckung echt ist und dass eine der Pioneer-Raumsonden der NASA das schwer fassbare Gas bereits 1978 entdeckte. Und obwohl es nicht unbedingt eine Biosignatur ist, denken die Autoren einer neuen Studie, dass wir die Chemie überdenken müssen der Venusatmosphäre.
Die jüngste Studie fand nur winzige Mengen an Phosphin in der Atmosphäre der Venus: 20 Teile pro Milliarde. Aber es war immer noch da. Und es sieht so aus, als ob es schon eine Weile dort gewesen wäre, so die Ergebnisse in einem neuen Papier.
Ein Forscherteam gab die Phosphin-Daten von Pioneer in einem Papier mit dem Titel „ Ist Phosphin in den Massenspektren der Venuswolken ?' Der Hauptautor ist Rakesh Mogul, Professor für biologische Chemie an der California State Polytechnic University. Mogul ist auch mit dem SETI Institute und dem Office of Planetary Protection der NASA verbunden. Das Papier ist auf der Prepress-Site arxiv.org verfügbar.
„In Anbetracht der Auswirkungen der von Greaves et al. berichteten Einzelspektralliniendetektion von Phosphin (PH3) waren wir inspiriert, die vom Pioneer-Venus Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS) erhaltenen Daten erneut zu untersuchen, um nach Beweisen für Phosphor zu suchen Verbindungen“, schreiben die Forscher zu Beginn ihrer Arbeit.
Die Pioneer Venus Multisonde , auch Pioneer Venus 2 oder Pioneer 13 genannt, hat es mit seinem Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS)-Instrument entdeckt.
Ingenieure inspizieren den Bus der NASA-Raumsonde Pioneer Venus Multiprobe mit den vier angeschlossenen Sonden. Bildnachweis: Vom 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
Die Nomenklatur des Pioneer-Programms der NASA verdient einige Klarstellungen. Es gab tatsächlich zwei Pioneer-Programme.
Die erste umfasste eine Reihe von Raumfahrzeugen, die zwischen 1958 und 1960 gestartet wurden. Sie schickte Raumschiffe in eine Umlaufbahn um den Mond, um am Mond vorbeizufliegen und den interplanetaren Raum zwischen Venus und Erde zu untersuchen.
Der zweite Teil startete zwischen 1965 und 1992 Raumschiffe. Es sandte vier Raumschiffe aus, von denen zwei zur Venus geschickt wurden. Diese beiden umfassten das Pioneer Venus-Projekt, bestehend aus den Pionier Venus Orbiter , und der Pioneer Venus Multisonde .
Immer noch bei uns?
Die Pioneer Venus Multiprobe (PVM) und die von ihr gesammelten Daten bilden das Herzstück dieser Studie. Das PVM bestand aus einem Hauptraumfahrzeug, das vier separate Sonden trug. Einer war groß und drei waren kleiner. Am 9. Dezember 1978 wurden alle vier Sonden an verschiedenen Orten in die Venusatmosphäre entlassen und sammelten Daten, während sie durch die dicken Wolken abstiegen.
Ein NASA-Poster aus den Archiven illustriert die Komponenten der Pioneer Venus Multiprobe. Bildnachweis: Von NASA/Glenn Research Center – https://archive.org/details/C-1978-1565, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=71788219
Die größte der vier Sonden wird einfach als bezeichnet Große Sonde . Es trug mehr Instrumente als die kleineren Sonden; tatsächlich sieben. Und es senkte sich per Fallschirm ab, während die anderen drei es nicht taten. Eines seiner Instrumente war das Large Probe Neutral Mass Spectrometer
Als Greaves et al. Phosphin in den oberen Wolkenschichten der Venus entdeckten, beschloss das Forscherteam hinter dieser Arbeit, nach Beweisen für das Phosphin aus früheren Tagen zu suchen. Da das LNMS neutrale Gase und ihre Massen in verschiedenen Höhen untersuchte, argumentierten sie, dass es möglicherweise bereits 1978 Phosphin in den oberen Wolkenschichten „gesehen“ hatte.
Nach Durchsicht der Daten schrieb das Team: „Wir stellen fest, dass LMNS-Daten das Vorhandensein von Phosphin unterstützen; Die Herkunft von Phosphin bleibt jedoch unbekannt.“
Die Pioneer Venus Multiprobe hat insgesamt vier Sonden in die Venusatmosphäre entlassen. Bildnachweis: Von der NASA – http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19780020162.pdf, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php ?curid=38737173
Es bedurfte einiger Arbeit, um zu diesem Schluss zu kommen. Immerhin sind die Daten über 40 Jahre alt.
Sie beginnen damit, die Genauigkeit der Daten und des Instruments, das sie gesammelt hat, zu testen, um sicherzustellen. „Um die Auflösung und das Auflösungsvermögen des LNMS abzuschätzen, haben wir zunächst die gemessenen und erwarteten Massen für CO2, SO2, N2, 40Ar und 36Ar verglichen, die von Hoffman et al. identifiziert wurden“, schreiben sie. „In allen Fällen unterschieden sich die gemessenen Massen (aus den Spektren) und die erwarteten Massen um<0.003 amu ).” That difference is not significant in this work. In their paper, they explain the accuracy of their data in greater detail.
„Vor diesem Hintergrund nutzten wir die hochauflösenden Daten und den Dynamikbereich, um das Vorhandensein von Phosphin aufzudecken. Wir stellen fest, dass in den ersten Analysen nicht über Phosphorverbindungen berichtet wurde…“ der LNMS-Daten. Das heißt aber nicht, dass das Signal nicht da war.
Die Autoren sagen, dass die Daten das Vorhandensein von Phosphin in der Venusatmosphäre bestätigen. Sie listen auch einige andere Schlussfolgerungen auf, die nur für besonders chemisch interessierte Personen interessant sein könnten. Interessierte Leser können sich das Papier ansehen, das eine ziemlich kurze Lektüre ist.
Kurz gesagt, es gibt einige anfängliche Mehrdeutigkeiten in den Messwerten, was darauf hindeutet, dass das, was PH . zu sein scheint,3könnte möglicherweise H . sein2S oder Schwefelwasserstoff. Aber am Ende ist es PH3und sein Geschwister PH2die dafür verantwortlich sind, in der Analyse der Autoren.
Ballonmissionen zur Venus wurden sowohl zur Erforschung als auch zur Kolonisierung vorgeschlagen. Bildquelle: NASA
Sie fanden auch einige andere inkongruente Daten für andere Chemikalien in der Atmosphäre der Venus. Auch dies ist wahrscheinlich nur für die chemisch interessierten unter uns von Interesse, aber es ist erwähnenswert. Sie sagen, dass das Vorhandensein dieser Chemikalien im Widerspruch zur oxidierenden Atmosphäre der Venus steht. Dazu gehören Methan, Lachgas und Wasserstoffperoxid.
In ihrer Schlussfolgerung schreiben die Autoren, dass „diese Neubewertung der Massenspektren der Venus den Nachweis von atomarem Phosphor als Fragmentierungsprodukt eines neutralen Gases zeigt. Darüber hinaus zeigen die Spektren eine verlockende Möglichkeit für das Vorhandensein von PH3 zusammen mit seinen assoziierten Fragmenten…“
Sie weisen auch darauf hin, dass das LNMS-Signal für Phosphin schwach ist, aber mit dem Wert von 20 ppb in der Studie von vor einigen Wochen übereinstimmt.
„Während die Intensitäten der Peaks gering sind, stimmen sie vielleicht mit
die von Greaves et al. Zusammengenommen legen die vorläufigen Zuordnungen nahe, dass die berichteten Häufigkeiten von H2S (aus Massenspektren) in der Atmosphäre der Venus tatsächlich PH3 sein könnten;“
Diese Abbildung aus der Studie zeigt vorläufige Zuordnungen verschiedener Chemikalien zu den Spektren, die vom Neutral Mass Spectrometer auf der Pioneer Venus Probe der NASA erhalten wurden. Bildquelle: Mogul et al., 2020.
Insgesamt denkt das Team, dass wir die Atmosphäre der Venus und ihr Potenzial, Leben zu beherbergen, möglicherweise überdenken müssen. Nicht nur wegen der Studie von Greaves et al., sondern wegen ihrer eigenen Ergebnisse. „Wir glauben, dass dies ein Hinweis auf Chemikalien ist, die noch nicht entdeckt wurden und/oder Chemikalien, die für das Leben potenziell günstig sind.“
„Mit Blick auf die Zukunft“, schreiben sie, „und um das Potenzial für Ungleichgewichte in den Wolken besser zu verstehen, brauchen wir einen nachhaltigen Ansatz für die Erforschung der Venus.“
Mehr Wissenschaft?
Hört sich gut an.
Mehr:
- Neue Forschung: Ist Phosphin in den Massenspektren der Venuswolken?
- Universum heute: Haben Wissenschaftler gerade Lebenszeichen auf der Venus gefunden?
- Universum heute: Vielleicht könnten Vulkane das Phosphin in der Atmosphäre der Venus erklären