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

Keukenzout ontdekt op Europa

De oceanen onder het ijs van Jupiter-maan Europa zou wel eens hetzelfde zout kunnen bevatten dat zich in Aardse oceanen bevindt: keukenzout ofwel natriumchloride. Astronomen hadden aan aanwijzingen dat er zich zouten bevonden op het oppervlak van Europa, maar ze konden niet achterhalen wat voor zouten het waren. Het vermoeden was dat het ging om magnesium sulfaat, dat veel gebruikt wordt als badzout. Dit zout zou afkomstig zijn van oceanen onder het ijs.

Telescopen en ruimteschepen gebruiken meestal infrarood spectrometers om te achterhalen uit welke stoffen het oppervlak van manen en planeten bestaat. Maar in infrarood is keukenzout nagenoeg onzichtbaar. Vandaar dat het niet gevonden is. Een aantal onderzoekers beslooot in het lab te kijken of keukenzout onder omstandigheden van Europa zichtbaar zou zijn in zichtbaar licht. Dat was aanvankelijk niet het geval, behalve als het een tijd bloot gesteld werd aan straling vergelijkbaar met die van de zon. Het zout krijgt dan een vale gele kleur.

Astronomen van Caltech University besloten daarom spectra van Europa te nemen in zichtbaar licht. Ze gebruikten hiervoor de Hubble Space Telescope. En inderdaad, Tara Regio, een geologisch jong gebied, bleek precies de juiste pieken van “bestraald” keukenzout te hebben.

europa_nacl_F2.large.jpg
Een kaart met absorptie voor (bestraald) keukenzout op Europa. De zwarte lijnen geven geologisch actieve gebieden aan. Credits: NASA/JPL/Björn Jónsson/Steve Albers

Waarom is deze vondst interessant? Als Europa magnesiumsulfaat had gehad, had het uit de rotsachtige kern gesijpeld kunnen zijn. Maar keukenzout wijst op hydrothermische activiteit. En daarvoor waren al eerder ook andere aanwijzingen. Dergelijke bronnen zijn een mogelijke oorsprong van leven.

Bronnen:

https://www.caltech.edu/about/news/table-salt-compound-spotted-europa

Oorspronkelijke wetenschappelijke artikel (gratis te lezen): https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw7123

Toch geen zout water op oppervlak van Mars gedetecteerd.

Bij nader inzien heeft de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) op Mars geen vloeibaar water aan de oppervlakte gezien. In 2015 werd deze vondst groots aangekondigd. MRO had perchloraat gevonden in de donkere strepen in kraters, die leken of er water naar beneden had gelopen. Water met perchloraat kan op Mars vloeibaar zijn. Maar nieuw onderzoek toont aan de vondst van perchloraat in deze strepen op een fout in de gegevensverwerking berust.

De camera van MRO waarmee de waarnemingen gemaakt zijn, de Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), werkt heel goed, maar niet perfect. Soms, als de camera van een donker naar licht gebied gaat, zorgt een kleine vertraging ervoor, dat sommige pixels net langer licht aangeven, terwijl dat er niet was. In het spectrum wordt dan een extra piek gezien. Daarvan waren de wetenschappers op de hoogte, en ze hadden methode om die pieken uit de gegevens te verwijderen. Het blijkt dat in 0,05% van de gevallen het er voor zorgde dat perchloraat gedetecteerd werd waar het er niet was.

De wetenschappers kwamen er achter toen ze perchloraat overal op Mars vonden, ook op plaatsen waar het geologisch niet kon kloppen. Het betekent niet dat er geen perchloraat in de bodem van Mars zit, maar dat het moeilijker is om het goed te detecteren.
https://www.sciencenews.org/article/mars-reconnaissance-orbiter-glitch-liquid-water