Zit er nu wel of geen fosfine in de atmosfeer van Venus?

In september kwam het grote nieuws naar buiten dat er fosfine was gevonden in de atmosfeer van Venus. Fosfine is een gas dat een mogelijk biologische oorsprong heeft. Het team dat de ontdekking deed, was daar overigens vrij voorzichtig over in hun beweringen. De aanwezigheid van fosfine wees op nieuwe chemie (niet eens zo gek in de extreme omgeving van Venus) of een biologische oorsprong. Maar er werd op gewezen dat betere metingen nodig waren om dat uit te wijzen.

Sinds de bekendmaking is de ontdekking van fosfine in twijfel getrokken. Een maand na de aankondiging kwam een wetenschappelijk artikel uit dat de vondst van fosfine statistisch niet significant zou zijn. In dit artikel werd gewezen op een fout in de signaalverwerking op ALMA (Atacama Large Millimeter Array in Chili) gegevens. Een ander artikel zei dat het fosfine signaal ook verklaard kon worden door de aanwezigheid van zwaveldioxide (SO2).

Het microgolf signaal van ALMA voor bewerking (met een 12e graads polynoom).

Daarbij moet gezegd worden dat het detecteren van een stof in de atmosfeer van een andere planeet met microgolven niet slechts de kwestie is van het vinden van een piekje in een spectrum. Dit soort spectra zijn complex door de aanwezigheid van vele pieken en dalen van vele stoffen in de atmosfeer, die bovendien door allerei andere factoren beïnvloed zijn. Een team in Japan hielp met het achterhalen van het fosfine signaal op basis van een 12e graads polynoom. Bij zo’n wiskundige berekening is het erg oppassen dat je geen ruis aan ziet voor een signaal. Dus goed dat andere partijen na rekenen of zulke bevindingen kloppen.

Inmiddels is er weer een reactie op gekomen van Jane Greaves, die het onderzoeksteam naar fosfine in de atmosfeer van Venus leidde. Mogelijke valse signalen uit de data zijn verwijderd en het nieuwe artikel geeft aan dat er nog steeds een fosfine signaal is en dat het niet verklaard kan worden door zwaveldioxide. De concentratie fosfine is wel lager bijgesteld. Dit nieuwe artikel moet nog wel door de zogenaamde peer-review, een kritische review door andere wetenschappers.

Metingen van ruimtesondes

Echt uitsluitsel over het bestaan van fosfine zal waarschijnlijk pas komen door ruimtesondes die Venus bezoeken. De Europees-Japanse missie BepiColombo kwam onlangs langs Venus. BepiColombo heeft instrumenten die misschien fosfine zouden kunnen aantonen, maar de passage van 14 oktober was te kort dag om het onderzoeksprogramma er op aan te passen. Op 10 augustus volgend jaar zal de ruimtesonde veel dichter langs Venus komen: 552 km. Dat geeft de beste mogelijkheid voor deze Mercurius-missie om metingen te doen.

BepiColombo is ontworpen voor onderzoek aan Mercurius, een planeet die nagenoeg geen atmosfeer heeft. Mocht BepiColombo niet in staat zijn fosfine aan te tonen, dan zullen we moeten wachten op de Indiase Sukrayaan-1 missie. Onlangs aangekondigd dat deze in december 2024 gelanceerd moet worden. Sukrayaan-1 zal een radarinstrument hebben en een spectrometer in infrarood, ultraviolet en microgolven. De infrarood spectrometer zou fosfine misschien kunnen detecteren.

Het ontwerp van de Indiase Sukrayaan-1 Venus Orbiter (ISRO)

Glycine

Alsof er nog niet genoeg gaande is in de atmosfeer van Venus, werd ook nog een aminozuur, glycine, gevonden. Ook deze meting werd gedaan met ALMA. Glycine hoeft niets met leven te maken hebben. Het kan op niet biologische wijzen gevormd worden. Maar het is wel een bouwsteen van leven.

Bronnen:

https://arxiv.org/abs/2010.09761

Interstellaire komeet 2I/Borisov bevat meer koolmonoxide dan “gewone” kometen

De interstellaire komeet 2I/Borisov leek aanvankelijk een doodgewone komeet zoals we die ook uit ons zonnestelsel kennen. Maar dat was voordat de Hubble en het ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) observatorium in Chili de komeet nader bekeken. En het blijkt dat deze komeet meer koolmonoxide bevat dan gewone kometen wanneer ze op dezelfde afstand van de zon komen (in dit geval 300 miljoen km).

stsci-h-v1953a-f-1148x952-thumb.gif
Beelden van 2I/Borisov door de Hubble Space Telescope (Beelden: NASA, ESA en J. DePasquale (STScI))

Objecten in ons zonnestelsel die zoveel koolmonoxide bevatten, vind je in dit zonnestelsel alleen bij hele lage temperaturen (-250 graden), voorbij de baan van Neptunus. Het zou kunnen zijn dat deze komeet is gevormd rond een koudere ster, zoals een rode dwerg. Dit zijn de meest voorkomende type sterren in onze melkweg. Een andere optie is dat de komeet een fragment is van een kleine, koolmonoxide-rijke planeet dat bij een inslag is vrijgekomen.

nrao20in05_ALMA_labeled_SD
De kern van 2I/Borisov in waterstofcyanide en koolmonoxide, in beeld gebracht door ALMA. Het is vrij gewoon deze stoffen in kometen te vinden, alleen niet in deze mate. (Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Cordiner & S. Milam; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)

De wetenschappers geven toe dat dit voorlopig speculeren is. Inmiddels zijn er aanwijzingen dat 2I/Borisov eind maart in stukken gebroken is. Dat levert trouwens nieuwe mogelijkheden op om de interne samenstelling van de komeet te bepalen.

merlin
Een valse kleuren opname van de kern van 2I/Borisov. (Foto’s: Max Mutchler/STScI en Dave Jewitt/UCLA)

 

Mocht er in de toekomst (na 2028) nog eens zo’n interstellair object langs komen, dan kan ESA’s Comet Interceptor misschien nader onderzoek naar doen. Deze ruimtemissie gaat geduldig wachten tot er een interessant object langs komt, om er vervolgens van nabij onderzoek naar te doen.

Bronnen:

https://www.nasa.gov/feature/interstellar-comet-borisov-reveals-its-chemistry-and-possible-origins

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-26

https://public.nrao.edu/news/alma-reveals-unusual-composition-of-interstellar-comet-2i-borisov/

https://www.sciencealert.com/interstellar-comet-2i-borisov-is-breaking-apart

Coverafbeelding: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Fosfor en ammoniumzouten gevonden met Rosetta

De Rosetta missie heeft fosfor en stikstof gevonden op de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Waarom is dat interessant? Fosfor en stikstof zijn twee van de zes bouwstenen van leven. Op het moment dat je dit leest, is je lichaam eiwitten aan het maken op basis van je DNA. Dat DNA kan niet bestaan zonder fosfor en beiden kunnen niet bestaan zonder stikstof. En zelfs het prilste microbiologische leven had fosfor en stikstof nodig.

Er was erg weinig bekend over waar fosfor vandaan kwam. Het werd waarschijnlijk gemaakt door supernova’s, maar wat gebeurde er daarna mee? In 2016 toonde het ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and NeutralAnalysis) instrument aan dat fosfor voorkwam in 67P/Churyumov-Gerasimenko. En dan voornamelijk fosformonoxide.

Ook de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) zocht onlangs naar fosfor, maar dan in een interstellaire nevel, AFGL 5142. AFGL 5142 is een nevel waar veel sterren geboren worden. ALMA heeft gevonden dat gas uit jonge sterren fosformonoxide mee blaast. Dat fosforoxide raakt terecht in het poreuze interstellaire stof en bevriest daar.

ALMA_view_of_the_star-forming_region_AFGL_5142.jpg
De interstellaire nevel AFGL 5142, in beeld gebracht door ALMA. (Credits: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rivilla et al.)

Dat interstellaire stof kan samen komen als stofkiezels en later rotsblokken, protoplaneten en kometen vormen. Die stofkiezels zijn gevonden in diezelfde komeet die Rosetta bezocht.

En er was onlangs nog een wetenschappelijk artikel over andere nieuwe bevindingen met het ROSINA instrument. Astronomen vroegen zich af waarom er zo weinig stikstof werd gevonden in de coma van kometen. Het antwoord kwam toen Rosetta door een stofwolk van 67P/Churyumov-Gerasimenko vloog. Tijdens die vlucht raakte de navigatiesystemen van Rosetta in de war en de massa spectrometer van ROSINA werd er bijna door uitgeschakeld.

Gelukkig wist ROSINA te blijven functioneren. Het stof dat van veel dieper in de komeet afkomstig was, bleek veel meer ammonia (en dus stikstof) te bevatten. Maar waarom dan geen ammonia in de coma? Het wetenschappelijk team vond de oplossing in ammoniumzouten. Ze vonden sporen van vijf soorten ammoniumzouten: ammoniumchloride, ammoniumcyanide, ammoniumcyanaat, ammoniumformiaat (ammonium met mierenzuur) en ammoniumacetaat. Die zouten verdampen pas bij veel hogere temperaturen en blijven daarom in het koude ijs.

02_20200120_Medienmitteilung_MediaRelease_UniBE_ROSINA_Chury_AmmoniumSaltUniBE_1800p.jpg
Ammoniumchloride kristallen (Credits: Universiteit van Bern)

Er is een goede kans dan kometen fosfor en diverse ammoniumzouten langs deze weg op Aarde gebracht hebben. Fosfor werd onderdeel van ons DNA. Letterlijk. En de ammoniumzouten vonden hun weg in aminozuren en nucleotiden.

Bronnen:

https://academic.oup.com/mnras/article/492/1/1180/5699695

https://www.unibe.ch/news/media_news/media_relations_e/media_releases/2020/media_releases_2020/the_salt_of_the_comet/index_eng.html

Coverfoto: ESA/Rosetta/NAVCAM

 

Gloed van ringen van Uranus te zien in infrarood

De ringen van Uranus zijn zelfs in de grootste telescopen moeilijk te zien. Maar nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Very Large Telescope (VLT) laten zien dat ze opmerkelijk helder zijn in infrarood. Astronomen waren zelfs in staat de temperatuur van de ringen te meten: -197 graden Celcius.

Ook is er een verschil tussen de epsilon ring van Uranus (de grootste en helderste ring) en ringen van Saturnus, Jupiter en Neptunus. Jupiter en Neptunus hebben ringen van heel fijn stof (ter grootte van micrometers). Saturnus’ ringen bestaan uit van alles – van heel fijne deeltjes, tot meters grote stukken. Maar de astronomen zien bij de epsilon ring geen kleinere deeltjes. Of dat is op een of andere manier verdwenen, of het klonterde samen. Wat er over bleef is donkerder dan steenkool.

Bronnen:

https://news.berkeley.edu/2019/06/20/astronomers-see-warm-glow-of-uranuss-rings/

Coverfoto’s: Uranus in verschillende golflengten infrarood, gefotografeerd met de ALMA en VLT telescopen. Credits: Edward Molter, Imke de Pater, Michael Roman en Leigh Fletcher, 2019