Detectado un posible marcador de vida en Venus

14 septiembre, 2020

Un equipo internacional de astrónomos ha anunciado hoy el descubrimiento de una molécula poco común, la fosfina, en las nubes de Venus. En la Tierra, este gas solo se fabrica de forma industrial o por microbios que prosperan en ambientes libres de oxígeno. Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de microbios en las nubes altas de Venus, microbios que flotarían libres de la superficie abrasadora, pero que necesitarían de una muy alta tolerancia a la acidez. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida «aérea» extraterrestre.

Retransmisión NO OFICIAL de la Conferencia de Prensa de la RAS – Crédito: Miranda Jaramillo

“Cuando obtuvimos los primeros indicios de fosfina en el espectro de Venus, ¡fue un shock!”, afirma la responsable del equipo, Jane Greaves, de la Universidad de Cardiff (Reino Unido), quien vio por primera vez signos de fosfina en observaciones realizadas con el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT), operado por el Observatorio de Asia Oriental (East Asian Observatory), en Hawái. Confirmar su descubrimiento requería del uso de 45 de las antenas del conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), en Chile, un telescopio más sensible. Ambas instalaciones observaron Venus a una longitud de onda de aproximadamente 1 milímetro, mucho más de lo que el ojo humano puede ver (solo los telescopios instalados a gran altitud pueden detectarlo de manera eficaz).

El equipo internacional, que incluye a investigadores de Reino Unido, Estados Unidos y Japón, estima que la fosfina existe en las nubes de Venus en una concentración muy pequeña, solo una veintena de moléculas por cada mil millones. Tras sus observaciones, realizaron cálculos para ver si estas cantidades podían provenir de procesos naturales no biológicos en el planeta. Algunas ideas incluían luz solar, minerales lanzados hacia arriba desde la superficie, volcanes o relámpagos, pero ninguno de estos podría generar la cantidad suficiente. Se descubrió que estas fuentes no biológicas producían como máximo una diezmilésima parte de la cantidad de fosfina que veían los telescopios.

Según el equipo, para crear la cantidad observada de fosfina (que consiste en hidrógeno y fósforo) en Venus, los organismos terrestres sólo tendrían que trabajar, aproximadamente, al 10% de su productividad máxima. Se sabe que las bacterias de la tierra producen fosfina: toman fosfato de minerales o de material biológico, añaden hidrógeno y, en última instancia, expulsan la fosfina. Probablemente, cualquier organismo de Venus sería muy diferente a sus primos de la Tierra, pero también podrían ser la fuente de la fosfina detectada en la atmósfera.

Pese a que el descubrimiento de la fosfina en las nubes de Venus fue una sorpresa, los investigadores confían en su detección. “Para nuestro gran alivio, las condiciones eran buenas en ALMA para hacer observaciones de seguimiento, mientras que Venus estaba en un ángulo adecuado con respecto a la Tierra. Sin embargo, el procesamiento de los datos fue complicado, ya que ALMA no suele buscar efectos tan sutiles en objetos muy brillantes como Venus”, afirma Anita Richards, miembro del equipo del Centro Regional ALMA del Reino Unido y de la Universidad de Manchester. “Al final, descubrimos que ambos observatorios habían visto lo mismo: débil absorción en la longitud de onda correcta que se correspondía con gas fosfina, donde las moléculas son retroiluminadas por las nubes más cálidas que tienen debajo”, añade Greaves, quien dirigió el estudio publicado hoy en Nature Astronomy.

Otra miembro del equipo, Clara Sousa Silva, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE.UU.), ha investigado la fosfina como un gas de «biofirma» de vida que no usa el oxígeno en planetas alrededor de otras estrellas, ya que la química normal no profundiza en este tema. Ella comenta: “¡Encontrar fosfina en Venus fue un regalo inesperado! El descubrimiento plantea muchas preguntas, por ejemplo, cómo podrían sobrevivir algunos organismos. En la Tierra, algunos microbios pueden hacer frente hasta a un 5% de ácido en su entorno, pero las nubes de Venus están hechas de ácido casi en su totalidad”.

El equipo cree que su descubrimiento es significativo porque pueden descartar muchas formas alternativas de hacer fosfina, pero reconocen que confirmar la presencia de «vida» necesita de mucho más trabajo. Aunque las nubes altas de Venus tienen agradables temperaturas de hasta 30 grados centígrados, son increíblemente ácidas (alrededor del 90% es ácido sulfúrico), lo que plantea problemas importantes para cualquier microbio que intente sobrevivir en ese entorno.

Leonardo Testi, astrónomo de ESO y Director de Operaciones Europeas de ALMA, que no participó en el nuevo estudio, declara que “La producción no biológica de fosfina en Venus está excluida por nuestra comprensión actual de la química de la fosfina en las atmósferas de los planetas rocosos. Confirmar la existencia de vida en la atmósfera de Venus sería un gran avance para la astrobiología; por lo tanto, es esencial dar continuidad a este emocionante resultado con estudios teóricos y observacionales con el fin de excluir la posibilidad de que la fosfina en planetas rocosos también pueda tener un origen químico diferente al de la Tierra”.

Más observaciones de Venus y de planetas rocosos fuera de nuestro Sistema Solar, incluso con el próximo Telescopio Extremadamente Grande de ESO, pueden ayudar a recopilar pistas sobre cómo puede originarse en ellos la fosfina y contribuir a la búsqueda de signos de vida más allá de la Tierra.

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Este trabajo de investigación se ha publicado en el artículo científico “Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus” en la revista Nature Astronomy.

El equipo está formado por Jane S. Greaves (Escuela de Física & Astronomía, Universidad de Cardiff, Reino Unido [Cardiff]); Anita M. S. Richards (Centro de Astrofísica Jodrell Bank, La Universidad de Manchester, RU); William Bains (Departamento de estudios de la Tierra, Atmósfera y Ciencias Planetarias, Instituto Tecnológico de Massachusetts, EE.UU. [MIT]); Paul Rimmer (Departamento de ciencias de la Tierra y Centro Cavendish de Astrofísica, Universidad de Cambridge y Laboratorio MRC de Biología Molecular, Cambridge, RU); Hideo Sagawa (Departamento de Astrofísica y Ciencias Atmosféricas, Universidad Kyoto Sangyo, Japón); David L. Clements (Departamento de Física, Imperial College de Londres, RU [Imperial]); Sara Seager (MIT); Janusz J. Petkowski (MIT); Clara Sousa-Silva (MIT); Sukrit Ranjan (MIT); Emily Drabek-Maunder (Cardiff y Real Observatorio de Greenwich, Londres, RU); Helen J. Fraser (Escuela de Ciencias Físicas, La Universidad Abierta, Milton Keynes, RU); Annabel Cartwright (Cardiff); Ingo Mueller-Wodarg (Imperial); Zhuchang Zhan (MIT); Per Friberg (EAO/JCMT); Iain Coulson (EAO/JCMT); E’lisa Lee (EAO/JCMT) y Jim Hoge (EAO/JCMT).

Algunos de los miembros del equipo publicaron en agosto de 2020, en la revista Astrobiology, un artículo que acompaña a este, titulado “The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere”. En enero de 2020, otro estudio relacionado y realizado por algunos de los autores, «Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres«, se publicó también en la revista Astrobiology.

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), socio de ALMA en nombre de Europa.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.

Imágenes

Esta representación artística muestra a Venus, nuestra vecina del Sistema Solar, donde los científicos han confirmado la detección de moléculas de fosfina (en la inserción vemos una representación de la misma). Las moléculas fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de vida en las nubes altas de Venus. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida "aérea" extraterrestre. Crédito: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech
Esta representación artística muestra a Venus, nuestra vecina del Sistema Solar, donde los científicos han confirmado la detección de moléculas de fosfina (en la inserción vemos una representación de la misma). Las moléculas fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de vida en las nubes altas de Venus. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida «aérea» extraterrestre. Crédito: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech
Esta nueva imagen de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra al planeta Venus. Más que una característica real del planeta, la irregularidad del disco puede deberse a la respuesta que da el interferómetro ante la emisión, intensamente brillante, de Venus, lo que hace que sea difícil tomar muestras precisas de las escalas más grandes. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al.
Esta nueva imagen de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra al planeta Venus. Más que una característica real del planeta, la irregularidad del disco puede deberse a la respuesta que da el interferómetro ante la emisión, intensamente brillante, de Venus, lo que hace que sea difícil tomar muestras precisas de las escalas más grandes. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al.
Esta representación artística muestra a Venus, nuestra vecina del Sistema Solar, donde los científicos han confirmado la detección de moléculas de fosfina. Las moléculas fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, del que ESO es socio. Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de vida en las nubes altas de Venus. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida "aérea" extraterrestre. Crédito: ESO/M. Kornmesser & NASA/JPL/Caltech
Esta representación artística muestra a Venus, nuestra vecina del Sistema Solar, donde los científicos han confirmado la detección de moléculas de fosfina. Las moléculas fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de vida en las nubes altas de Venus. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida «aérea» extraterrestre. Crédito: ESO/M. Kornmesser & NASA/JPL/Caltech
Esta ilustración muestra la superficie y la atmósfera de Venus, así como las moléculas de fosfina. Estas moléculas flotan en las nubes de Venus, sopladas por el viento a altitudes de entre 55 y 80 km, absorbiendo algunas de las ondas milimétricas que se producen a altitudes más bajas. Fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Crédito: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada
Esta ilustración muestra la superficie y la atmósfera de Venus, así como las moléculas de fosfina. Estas moléculas flotan en las nubes de Venus, sopladas por el viento a altitudes de entre 55 y 80 km, absorbiendo algunas de las ondas milimétricas que se producen a altitudes más bajas. Fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Crédito: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada
Esta ilustración muestra la superficie y la atmósfera de Venus. Crédito: ESO/M. Kornmesser
Esta ilustración muestra la superficie y la atmósfera de Venus. Crédito: ESO/M. Kornmesser
Esta representación artística muestra una imagen real de Venus, tomada con ALMA (del que ESO es socio), junto con dos espectros superpuestos tomados con ALMA (en blanco) y el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT; en gris). La inmersión en el espectro de Venus obtenido con JCMT proporcionó el primer indicio de la presencia de fosfina en el planeta, mientras que el espectro más detallado, obtenido con ALMA, confirmó que este posible marcador de vida está realmente presente en la atmósfera venusiana. Dado que las moléculas de fosfina flotan en las altas nubes de Venus, estas absorben algunas de las ondas milimétricas que se producen a altitudes más bajas. Al observar el planeta en el rango de longitud de las ondas milimétricas, los astrónomos pueden captar esta firma de absorción de fosfina en sus datos como una disminución en la luz del planeta. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory)
Esta representación artística muestra una imagen real de Venus, tomada con ALMA junto con dos espectros superpuestos tomados con ALMA (en blanco) y el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT; en gris). La inmersión en el espectro de Venus obtenido con JCMT proporcionó el primer indicio de la presencia de fosfina en el planeta, mientras que el espectro más detallado, obtenido con ALMA, confirmó que este posible marcador de vida está realmente presente en la atmósfera venusiana. Dado que las moléculas de fosfina flotan en las altas nubes de Venus, estas absorben algunas de las ondas milimétricas que se producen a altitudes más bajas. Al observar el planeta en el rango de longitud de las ondas milimétricas, los astrónomos pueden captar esta firma de absorción de fosfina en sus datos como una disminución en la luz del planeta. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory)

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Esta animación muestra una representación artística de Venus, nuestra vecina del Sistema Solar, donde los científicos han confirmado la detección de moléculas de fosfina. Las moléculas fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de vida en las nubes altas de Venus. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida «aérea» extraterrestre. Crédito: ESO/M. Kornmesser & NASA/JPL/Caltech
Esta animación muestra una representación artística de Venus, nuestra vecina del Sistema Solar, donde los científicos han confirmado la detección de moléculas de fosfina. Las moléculas fueron detectadas en las nubes altas de Venus con datos del Telescopio James Clerk Maxwell y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Los astrónomos han especulado durante décadas con la posible existencia de vida en las nubes altas de Venus. La detección de fosfina podría apuntar a tal vida «aérea» extraterrestre. Crédito: ESO/M. Kornmesser & NASA/JPL/Caltech

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