Zweifel an Nachweis des Biomarkers Phosphin in der Venus-Atmosphäre

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Die beiden überlagerten Phosphin-Spektren, die mit ALMA (in weiß) und dem James Clerk Maxwell-Teleskop (JCMT; in grau) gemessen wurden, vor dem Hintergrund einer mit ALMA angerfertigten Realaufnahme der Venus. Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory)

Die beiden überlagerten Phosphin-Spektren, die mit ALMA (in weiß) und dem James Clerk Maxwell-Teleskop (JCMT; in grau) gemessen wurden, vor dem Hintergrund einer mit ALMA angerfertigten Realaufnahme der Venus.
Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory)

Paris (Frankreich) – Der Nachweis des potentiellen Biomarkers Phosphin in der Venus-Atmosphäre hat für Hoffnungen und Spekulationen auf Leben auf der Venus geweckt. Eine Suche nach dem Gas in anderen Wellenlängen stellt einen eindeutigen Nachweises des Gases zumindest in Frage.

Zuvor hatte ein Forschungsteam um Jane Greaves von der Universität Cardiff mit der Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in Chile und dem James Clerk Maxwell-Teleskop (JCMT) die Venus bei einer Wellenlänge von etwa 1 Millimeter beobachtet und dabei die Signatur des Gases Phosphin (PH3) in den mittleren Atmosphärenschichten der Venus entdeckt. Das Besondere: Es sind bislang keine nicht-biologischen Prozesse bekannt, durch die Phosphin auf der Venus entstehen dürfte. Auf der Erde wird das Gas entweder künstlich im Labor erzeugt oder aber von Mikrorganismen abgegeben. Da jene Schichten der Venus-Atmosphäre, in denen das Phosphin detektiert wurde, ähnliche Temperatur- und Druckbverhältnisse aufweisen, wie sie an der Erdoberfläche herrschen, könnte die Entdeckung also vielleicht auf dort existierende und von Aufwinden auf dieser Höhe gehaltene Lebensformen auf der Venus hindeuten (…GreWi berichtete 1, 2).

Schnell gab es erste Zweifel an der Entdeckung. Allerdings konnten die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf den Umstand verweisen, dass ihnen der Nachweis des Gases mit zwei völlig unabhängigen Teleskopen gelang – ein Instrumentenfehler als ausgeschlossen werden konnte.

In einer neuen Studie, an der mit Jane Greaves und Clara Sousa Silva vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) auch zwei Hauptautorinnen der Erstpublikation zur Phopsphin-Entdeckung beteiligt sind, hat ein Team um Astronomen des „Laboratoire d’Etudes Spatiales et de’instrumentation en Astrophysique“ (LESIA) am l‘Observatoire de Paris nach Signaturen von Phosphin in früheren Beobachtungen der Venus in anderen Wellenspektren gesucht.

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Wie das Team um die Astrophysikerin Thérèse Encrenaz in einer kommenden Ausgabe des Fachjournals „Astronomy & Astrophysics“ und vorab via ArXiv.org berichtet, könne ein eindeutiger Nachweis bestimmter Moleküle in der Atmosphäre eines anderen oder gar fernen Planeten nur durch deren Nachweis in mehreren spektroskopischen Bandbreiten erbracht werden. Tatsächlich hinterlassen die meisten Moleküle einen „Abdruck“ in verschiedenen Wellenlängen (im UV-, sichtbaren, infraroten, Radiofeld usw.). Der Nachweis einer einzelnen charakteristischen Signature erlaube im Allgemeinen noch keine eindeutige Zuordnung zu einem einzelnen Molekül, so die Wissenschaftler in einer Presseerklärung der „Société Francais d‘Èxobiologie“ (SFE).

Auf der Suche nach möglicherweise bereits vorhandenen PH3-Signaturen in anderen Wellenlängen, haben die Forscher und Forscherinnen um Encrenaz archivierte Beobachtungdaten des TEXES-Spektro-Imager neu untersucht, mit dem die Venus im März 2015 mit der „InfraRed Telescope Facility“ (IRTF) auf Hawaii beobachtet worden war. Das Ergebnis war ernüchternd, denn zumindest in diesen Daten konnte Phosphin nicht gefunden werden:

„Wenn Phosphin dennoch in der Venus-Atmosphäre vorhanden ist, so kann es nur in Mengen vorhanden sein, die einer Obergrenze von 5 ppbv (Volumenteile pro Milliarde) für den Partialdruck von PH3 an Wolkendecken entsprechen“ so die LESIA-Autoren und fügen hinzu: “Dieser Wert ist viermal niedriger als der von J. Greaves und Kollegen (20 ppbv) unter der Annahme eines konstanten Mischungsverhältnisses mit der obigen Höhe abgeleitete Wert. Damit schränken diese Werte die die maximale Phosphinhäufigkeit in den Venus-Wolken stark ein.”

Zugleich schränkt die SFE-Pressemitteilung allerdings ein: “Die beiden Ergebnisse können nur in Einklang gebracht werden, wenn man akzeptiert, dass Phosphin nur in der oberen Mesosphäre in Mengen vorhanden ist, die durch Infrarotspektroskopie nicht beobachtbar sind, oder wenn man bedenkt, dass die Häufigkeit von Phosphin im Laufe der Zeit variieren kann.“

Schlussendlich kann also die aktuelle Studie das Vorhandensein des Phosphins, wie es vielleicht auch für Lebewesen in den gemäßigten Atmosphärenschichten der Venus sprechen könnte, zwar nicht ausschließen – aber es bestätigt sie auch nicht. Deshalb folgern die Autorinnen und Autoren der aktuellen Studie, dass ein wirklich überzeugender Nachweis von Phosphin noch erbracht werden müsse, bevor man darüber spekulieren könne, ob und wie bestimmte Lebensformen überhaupt in der Venus-Atmosphäre existieren und überleben könnten, die das Gas produzieren.




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Quellen: ArXiv.org, Société Francais d’Èxobiologie

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