Un nuevo estudio de la Universidad de Washington ha echado por tierra la posible existencia en la atmósfera de Venus de fosfina, un marcador de vida en la Tierra, al concluir que puede ser solo azufre.
«En lugar de fosfina en las nubes de Venus, los datos son consistentes con una hipótesis alternativa: estaban detectando dióxido de azufre«, dijo en un comunicado la coautora Victoria Meadows, profesora de astronomía de la Universidad de Washington. «El dióxido de azufre es el tercer compuesto químico más común en la atmósfera de Venus y no se considera un signo de vida».
En septiembre, un equipo dirigido por astrónomos del Reino Unido anunció que habían detectado la fosfina química en las espesas nubes de Venus. La detección reportada por el equipo, basada en observaciones de dos radiotelescopios terrestres, sorprendió a muchos expertos en Venus. La atmósfera de la Tierra contiene pequeñas cantidades de fosfina, que puede producir la vida. La fosfina en Venus generó un zumbido que el planeta, a menudo promocionado sucintamente como un «paisaje del infierno», de alguna manera podría albergar vida dentro de sus nubes ácidas.
Desde esa afirmación inicial, otros equipos científicos han puesto en duda la fiabilidad de la detección de fosfina. Ahora, el equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Washington ha utilizado un modelo robusto de las condiciones dentro de la atmósfera de Venus para revisar y reinterpretar de manera integral las observaciones del radiotelescopio que subyacen a la afirmación inicial de fosfina. Como informan en un artículo aceptado en The Astrophysical Journal y publicado el 25 de enero en el sitio de preimpresión arXiv, el grupo liderado por el Reino Unido probablemente no estaba detectando fosfina en absoluto.
El equipo detrás del nuevo estudio también incluye a científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA con sede en Caltech, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, el Instituto de Tecnología de Georgia, el Centro de Investigación Ames de la NASA y la Universidad de California en Riverside.
El equipo dirigido por la Universidad de Washington muestra que el dióxido de azufre, en niveles plausibles para Venus, no solo puede explicar las observaciones, sino que también es más consistente con lo que los astrónomos saben de la atmósfera del planeta y su entorno químico castigador, que incluye nubes de ácido sulfúrico. Además, los investigadores muestran que la señal inicial no se originó en la capa de nubes del planeta, sino muy por encima de ella, en una capa superior de la atmósfera de Venus, donde las moléculas de fosfina se destruirían en segundos. Esto da más apoyo a la hipótesis de que el dióxido de azufre produjo la señal.
Cada compuesto químico absorbe longitudes de onda únicas del espectro electromagnético, que incluye ondas de radio, rayos X y luz visible. Los astrónomos utilizan ondas de radio, luz y otras emisiones de los planetas para conocer su composición química, entre otras propiedades.
En 2017, utilizando el telescopio James Clerk Maxwell, o JCMT, el equipo liderado por el Reino Unido descubrió una característica en las emisiones de radio de Venus a 266,94 gigahercios. Tanto la fosfina como el dióxido de azufre absorben ondas de radio cercanas a esa frecuencia. Para diferenciar entre los dos, en 2019 el mismo equipo obtuvo observaciones de seguimiento de Venus utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA. Su análisis de las observaciones de ALMA a frecuencias en las que solo absorbe dióxido de azufre llevó al equipo a concluir que los niveles de dióxido de azufre en Venus eran demasiado bajos para dar cuenta de la señal de 266,94 gigahercios, y que en cambio debía provenir de la fosfina.
En este nuevo estudio realizado por el grupo dirigido por la Universidad de Washington, los investigadores comenzaron por modelar las condiciones dentro de la atmósfera de Venus, y usarlo como base para interpretar de manera integral las características que se vieron, y no se vieron, en los conjuntos de datos de JCMT y ALMA.
«Esto es lo que se conoce como modelo de transferencia radiativa, e incorpora datos de varias décadas de observaciones de Venus de múltiples fuentes, incluidos observatorios aquí en la Tierra y misiones de naves espaciales como Venus Express», dijo el autor principal Andrew Lincowski, investigador del Departamento de Astronomía de la Universidad de Washington.
El equipo usó ese modelo para simular señales de fosfina y dióxido de azufre para diferentes niveles de la atmósfera de Venus, y cómo esas señales serían captadas por JCMT y ALMA en sus configuraciones de 2017 y 2019. Según la forma de la señal de 266,94 gigahercios captada por el JCMT, la absorción no provenía de la capa de nubes de Venus, informa el equipo. En cambio, la mayor parte de la señal observada se originó a unos 75 kilómetros o más sobre la superficie, en la mesosfera de Venus. A esa altitud, los productos químicos agresivos y la radiación ultravioleta triturarían las moléculas de fosfina en segundos.
«La fosfina en la mesosfera es incluso más frágil que la fosfina en las nubes de Venus», dijo Meadows. «Si la señal de JCMT fuera de la fosfina en la mesosfera, entonces para tener en cuenta la fuerza de la señal y la vida de menos de un segundo del compuesto a esa altitud, la fosfina tendría que ser entregada a la mesosfera a una velocidad 100 veces mayor que la del oxígeno bombeado a la atmósfera terrestre por fotosíntesis».
Los investigadores también descubrieron que los datos de ALMA probablemente subestimaron significativamente la cantidad de dióxido de azufre en la atmósfera de Venus, una observación que el equipo liderado por el Reino Unido había utilizado para afirmar que la mayor parte de la señal de 266,94 gigahercios eran de fosfina.
«La configuración de la antena de ALMA en el momento de las observaciones de 2019 tiene un efecto secundario indeseable: las señales de los gases que se pueden encontrar en casi todas partes en la atmósfera de Venus, como el dióxido de azufre, emiten señales más débiles que los gases distribuidos en una escala más pequeña», dijo el coautor Alex Akins, investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro.
Este fenómeno, conocido como dilución de la línea espectral, no habría afectado a las observaciones de JCMT, lo que llevó a una subestimación de la cantidad de dióxido de azufre que estaba viendo.
«Infirieron una baja detección de dióxido de azufre debido a esa señal artificialmente débil de ALMA», dijo Lincowski. «Pero nuestro modelo sugiere que los datos de ALMA diluidos en línea todavía habrían sido consistentes con cantidades típicas o incluso grandes de dióxido de azufre de Venus, lo que podría explicar completamente la señal JCMT observada».
«Cuando se anunció este nuevo descubrimiento, la baja abundancia de dióxido de azufre reportada estaba en desacuerdo con lo que ya sabemos sobre Venus y sus nubes«, dijo Meadows. «Nuestro nuevo trabajo proporciona un marco completo que muestra cómo las cantidades típicas de dióxido de azufre en la mesosfera de Venus pueden explicar tanto las detecciones de señales como las no detecciones, en los datos de JCMT y ALMA, sin la necesidad de fosfina». (Europa Press)
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