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Fosfina en Venus, ¿posibles trazos de vida en nuestro vecino?

Las nubes altas de Venus contienen fosfina, un gas que en la Tierra solo se produce a nivel industrial o por microbios en entornos sin oxígeno.

15 septiembre 2020

Los astrónomos han especulado durante décadas que las nubes altas en Venus podrían ofrecer un hogar para los microbios, que flotan libres de la superficie abrasadora, pero que necesitan tolerar una acidez muy alta. La reciente detección de moléculas de fosfina, que consisten en hidrógeno y fósforo, podría apuntar a esta vida "aérea" extraterrestre

El nuevo descubrimiento, publicado en Nature Astronomy, lo ha logrado un equipo internacional de astrónomos de cinco universidades, dirigido por la profesora Jane Greaves de la Universidad de Cardiff.

El equipo utilizó por primera vez el telescopio James Clerk Maxwell (JCMT) en Hawái para detectar la fosfina, y luego se les otorgó tiempo para seguir su descubrimiento con el grupo de 45 telescopios del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile. Ambas instalaciones observaron Venus en una longitud de onda de aproximadamente 1 milímetro, mucho más de lo que el ojo humano puede ver; solo los telescopios a gran altitud pueden detectar esta longitud de onda de manera efectiva.

En un comunicado de la Royal Astronomical Society, la profesora Greaves dice: "Este fue un experimento hecho por pura curiosidad, en realidad, aprovechando la poderosa tecnología de JCMT y pensando en futuros instrumentos. Pensé que podríamos descartar escenarios extremos, como las nubes llenas de organismos. Cuando obtuvimos los primeros indicios de fosfina en el espectro de Venus, ¡fue un shock!".

Naturalmente cautelosos sobre los hallazgos iniciales, Greaves y su equipo pasaron  tres horas con el observatorio ALMA, que es más sensible. El mal tiempo agregó un retraso frustrante, pero después de seis meses de procesamiento de datos, se confirmó el descubrimiento.

La miembro del equipo Anita Richards, del Centro Regional ALMA del Reino Unido y la Universidad de Manchester, agrega: "Para nuestro gran alivio, las condiciones eran buenas en ALMA para las observaciones de seguimiento mientras Venus estaba en un ángulo adecuado con la Tierra. Sin embargo, procesar los datos fue complicado, ya que ALMA no suele buscar efectos muy sutiles en objetos muy brillantes como Venus ".

Greaves agrega: "Al final, descubrimos que ambos observatorios habían visto lo mismo: una débil absorción en la longitud de onda correcta para ser gas fosfina, donde las moléculas son iluminadas por las nubes más cálidas de abajo".

Es escasa pero la fosfina está presente en la atmósfera de Venus

El profesor Hideo Sagawa de la Universidad Sangyo de Kioto utilizó sus modelos para la atmósfera venusiana para interpretar los datos y descubrió que la fosfina está presente pero es escasa: solo unas veinte moléculas por cada mil millones.

Luego, los astrónomos realizaron cálculos para ver si la fosfina podría provenir de procesos naturales en Venus. Advierten que falta algo de información; de hecho, el único otro estudio del fósforo en Venus provino de un experimento de aterrizaje, llevado a cabo por la misión soviética Vega 2 en 1985.

El científico del Instituto de Tecnología de Massachusetts William Bains dirigió el trabajo sobre la evaluación de las formas naturales de producir fosfina. Algunas ideas incluían la luz del sol, los minerales expulsados desde la superficie, los volcanes o los relámpagos, pero ninguno de estos fenómenos podría producir nada cerca de ellos. Se descubrió que las fuentes naturales producen como máximo una diezmilésima parte de la cantidad de fosfina que vieron los telescopios.

Para crear la cantidad observada de fosfina en Venus, los organismos terrestres solo necesitarían trabajar a aproximadamente el 10% de su productividad máxima, según cálculos de Paul Rimmer de la Universidad de Cambridge. Sin embargo, es probable que cualquier microbio en Venus sea muy diferente a sus primos terrestres para sobrevivir en condiciones hiperácidas.

Las bacterias terrestres pueden absorber minerales de fosfato, agregar hidrógeno y, en última instancia, expulsar el gas fosfina. Les cuesta energía hacer esto, así que no está claro por qué lo hacen. La fosfina podría ser solo un producto de desecho, pero otros científicos han sugerido propósitos como protegerse de las bacterias rivales.

Otro miembro del equipo del MIT, la doctora Clara Sousa Silva, tuvo una idea, buscar fosfina como una "biofirma" gaseosa de vida que no utiliza oxígeno en planetas alrededor de otras estrellas, porque la química normal produce muy poca.

"¡Encontrar fosfina en Venus fue una ventaja inesperada! El descubrimiento plantea muchas preguntas, como cómo podrían sobrevivir los organismos. En la Tierra, algunos microbios pueden hacer frente a aproximadamente un 5% de ácido en su entorno, pero las nubes de Venus están casi completamente compuestas de ácido ".

Pueden existir otras posibles biofirmas en el Sistema Solar, como el metano en Marte y el escape de agua de las lunas heladas Europa y Encelado. En cuanto a Venus, se ha sugerido que las rayas oscuras donde se absorbe la luz ultravioleta podrían provenir de colonias de microbios. La nave espacial Akatsuki, lanzada por la agencia espacial japonesa JAXA, actualmente está mapeando estas rayas oscuras para comprender más sobre este "absorbente ultravioleta desconocido".

El equipo cree que su descubrimiento es significativo porque pueden descartar muchas formas alternativas de producir fosfina, pero reconocen que confirmar la presencia de "vida" requiere mucho más trabajo.

Aunque las nubes altas de Venus tienen temperaturas agradables de hasta 30 grados centígrados, son increíblemente ácidas, alrededor del 90% de ácido sulfúrico, lo que plantea problemas importantes para que los microbios sobrevivan allí. La profesora Sara Seager y el doctor Janus Petkowski, ambos del MIT, están investigando cómo los microbios podrían protegerse dentro de las gotas.

El equipo ahora espera ansiosamente seguir obteniendo más datos del telescopio para, por ejemplo, establecer si la fosfina se encuentra en una parte relativamente templada de las nubes y para buscar otros gases asociados con la vida. Las nuevas misiones espaciales podrían ayudar en este sentido, viajando a nuestro planeta vecino para tomar muestras de las nubes in situ donde buscar más señales de vida.

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