Fogy a foszfin a Vénusz körül

10767

Vagy még képletesebben fogalmazva: fogy a levegő a vénuszi foszfin körül. De a foszfin még tartja magát.

Érthető módon komoly visszhangot váltott ki tudományos körökben az elmúlt hónapok egyik legfontosabb űrkutatási eredménye, a Vénusz felsőlégkörében megtalált, vagy megtalálni vélt foszfingázról, egy fontos biomarkerről szóló 2020. szeptember 14-i bejelentés. Jane Greavesnek, a Cardiffi Egyetem munkatársának és kollégáinak eredeti, a foszfin jelenléte mellett érvelő tanulmányát többen igyekeztek cáfolni, majd fény derült egy, a mérési adatok feldolgozásába csúszott hibára is. A dolgok októberi állásáról már beszámoltunk egy korábbi cikkünkben. Az események azonban tovább zajlanak, így ideje egy újabb helyzetjelentésnek.

A szovjet Venyera–13 űrszonda felvétele a Vénusz élhetetlenül forró felszínének zord viszonyairól, 1982-ből. A hatalmas légnyomás és hőmérséklet által uralt, rendkívüli szélviharoktól tépázott felszínű Vénusz az egyik utolsó hely lehet a Naprendszerben, ahol az ember elképzelhetőnek tartja az élet jelenlétét. Ám a bolygó felsőlégkörében ehhez képest egészen barátságos viszonyok uralkodnak. Ott már kevésbé tűnik lehetetlennek bizonyos mikroorganizmusok életben maradása. Forrás: Planetary.org.

A foszfin (PH3) egy mérgező gáz, ami természetes úton keletkezik az óriásbolygók légkörének forró és magas nyomású mélyén, majd a légkör tetejére felkeveredve megfigyelhetővé válik, ám ott le is bomlik. Jelenlegi ismereteink szerint kőzetbolygókon csak rendkívül csekély mennyiségű foszfin tud keletkezni napfény vagy villámlás hatására, illetve a felszínről kivetődő ásványokból, valamint vulkanikus tevékenység során. Foszfint termelnek továbbá bizonyos mikroorganizmusok oxigénmentes, vagyis anaerob környezetben. Mivel a foszfin a felsőlégkörben rövid idő alatt lebomlik, így egy kőzetbolygón a foszfin jó biomarker lehet, hiszen pillanatnyilag is működő, élő szervezetek folyamatos foszfinutánpótlására utalhat. Ezért rendkívül fontos kérdés, hogy van-e foszfin a Vénusz felsőlégkörében, és ha van, mennyi.

A vénuszi foszfint Greaves csoportja a Hawaiʻi szigetén a Kelet-Ázsiai Obszervatóriumban működő James Clerk Maxwell Távcsővel (JCMT), valamint a Chilében az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) partnerségével működő, rendkívül érzékeny Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mikrohullámú rádiótávcsövekkel mutatta ki. Ám mint már októberi cikkünkben is jeleztük, utóbb kiderült, hogy az ALMA méréseinek feldolgozásába hiba csúszott, így az adatokat akkor a hiba javításáig el is távolították az ALMA archívumából. Ugyanakkor már az eltávolítás előtti adatok független vizsgálatát követően is többen állították (lásd pl. I. A. G. Snellen és munkatársai, valamint M. A. Thompson), hogy a megfigyelések valójában nem támasztják alá statisztikailag szignifikáns mennyiségű foszfin jelenlétét a Vénusz légkörében. Geronimo Villanueva, a NASA Goddard Űrközpont munkatársa és kollégái pedig azt állítják, hogy a Greavesék által a mikrohullámú spektrumokban kimutatott légköri elnyelési vonal valójában nem foszfintól, hanem kén-dioxidtól (SO2) származik.

Időközben egy további érdekes tanulmány is napvilágot látott. Ebben Rakesh Mogul, a Kaliforniai Pomonai Műszaki Egyetem munkatársa és kollégái a Pioneer–13 légkörszondájának több mint 40 évvel ezelőtti méréseit vizsgálták újra. A NASA Pioneer–13 űrszondája 1978 decemberében egy légkörszondát bocsátott a bolygóra. A szonda tömegspektrométere a süllyedés során kb. 1,5 km-enként vett mintát a Vénusz légköréből. Mogulék az 51 km magasságból származó méréseket elemezték újra. A tanulmány szerzői arra a következtetésre jutnak, hogy a mérések összhangban lehetnek valamennyi foszfin jelenlétével, ám az adatok nem egyértelműek. Ugyanakkor rámutatnak, hogy a Vénusz felsőlégkörében jelen vannak az anoxigénikus fotoszintézishez szükséges kémiai vegyületek.

A napokban elkészült az ALMA mérések új, szigorúbb redukciója. Erre támaszkodva Greaves csoportja újabb elemzést tett közzé, amelyben reflektálnak a korábbi kritikákra is. Állításuk szerint – Villanueva érveivel szemben – a megfigyelt jel csak irreálisan magas és tartósan fennálló felsőlégköri SO2 koncentrációval volna magyarázható. A kén-dioxid mennyiségéről, illetve időbeli változásairól azonban a foszfinnál sokkal többet tudunk, mivel egészen más spektrális tartományokban is megfigyelhető, így pontosabb adataink vannak róla. Ezek pedig Greaves és munkatársai szerint nem állnak összhangban az ő méréseikkel, még az újabb feldolgozást követően sem. A mérési adatok pontosítását követően ugyanis továbbra is jelen van a foszfinnak tulajdonított elnyelési vonal a spektrumban, noha a korábbinál jóval alacsonyabb, 20 helyett mindössze 3 ppb koncentrációban, azaz egymilliárd molekula között csak 3 foszfinmolekula található. Ugyanakkor az időbeli változások mellett a foszfin eloszlása nem egyenletes a bolygó korongja mentén sem. A koncentráció helyenként és alkalmanként lényegesen meghaladhatja ezt az átlagértéket.

Az ALMA mikrohullámú spektruma a foszfin elnyelési vonalának környezetében (balra), a Vénusz korongjának egy különösen magas koncentrációjú, a jobb oldali panelen jelölt régiójában. A kék tartomány jelöli a foszfin elnyelése által érintett hullámhosszakat. Forrás: Greaves et al. (arxiv.org, 2020. november 16.).

Habár ez már a korábbinál értelemszerűen csekélyebb súlyú állítás, Greaves kutatócsoportja szerint még ez a mennyiség is több, mint amennyit az ismert foto- és geokémiai folyamatok meg tudnának magyarázni. A vénuszi foszfin biológiai eredete így továbbra sem zárható ki.

Noha jelenleg heves nézeteltérések állnak fenn a különböző kutatócsoportok között, ezek forrása alapvetően az adatok hiánya. Abban mindenki egyetért, hogy további, még alaposabb és még pontosabb megfigyelésekre lesz szükség a kérdés eldöntéséhez. A méréseket pedig el is fogják végezni, amint lehetőség nyílik rá. És amint ez megtörténik, a kellően erős bizonyítékokat ki-ki örömmel vagy csalódottan, de el fogja fogadni. A tudomány pedig a szokásos mederben halad tovább.

Források:
Villanueva, G. L. et al. (2020. október 27.)
Mogul, R. et al. (2020. október 27.)
Greaves, J. S. et al. (2020. november 16.)

Hozzászólás

hozzászólás