Ikke at finde liv på Venus ville være skuffende. Men det er god videnskab på arbejde.

Et billede af Venus taget af ESA's Venus Express orbiter. ESA/MPS/DLR/IDA, M. Pérez-Ayúcar & C. Wilson

Sidste måneds rapport, at der evt phosphingas i de venusiske skyer kom med en fantastisk implikation: udenjordisk liv. På Jorden er fosphin et kemikalie, der produceres af nogle slags bakterier, der lever under iltfattige forhold. Dens tilstedeværelse på Venus, annonceret af et hold ledet af Cardiff Universitys Jane Greaves, rejste muligheden for, at der kunne være liv i, hvad der længe har været anset som et af de mest ugæstfrie miljøer i solsystemet: en planet, der er dækket af tykke skyer af svovlsyre. syre, med en atmosfære, der er 96 % kuldioxid, og hvor trykket ved overfladen er 100 gange større end Jordens. Åh, og den oplever temperaturer op til 471°C - langt over blyets smeltepunkt.

Siden den første rapport har der dog sneget sig tvivlen om fundet ind. Tre forskellige fortryksartikler (hvoraf ingen er blevet offentliggjort i et peer-reviewed tidsskrift, selvom et er blevet accepteret) var ikke i stand til at finde de samme beviser for fosfin på Venus .

På overfladen kan det se ud til, at de nye rapporter tyder på, at holdet bag de indledende resultater har rodet slemt sammen eller lider af en modreaktion fra at overhype resultaterne. Men det var et solidt studie. De originale påvisninger blev annonceret, efter at Greaves og hendes team fandt fosfinsignaler i infrarød-til-mikrobølgeaflæsninger af den venusiske atmosfære lavet med James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) på Hawaii og Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile. Forfatterne var super klare. De gjorde et fantastisk stykke arbejde med at sige, at de ikke fandt liv - at de fandt noget forbundet med liv på Jorden, som de ikke kan forklare på Venus, siger Stephanie Olson, en planetarisk videnskabsmand ved Purdue University, som ikke var involveret i nogen af ​​disse undersøgelser. Holdet gik så langt som at udgive en papir i tidsskriftet Astrobiology at undersøge – og udelukke – kendte naturlige årsager til fosfin i Venus.

Gentagelse, gentagelse

Sandheden er, at historien om Venus' formodede fosphin ikke er et simpelt tilfælde af et sensationelt fund, der bliver skudt ned ved yderligere undersøgelse. Faktisk hilses hastværket med følgeforskning velkommen; videnskaben gør sit. Dette gælder især, når det kommer til søgen efter udenjordisk liv - når alt kommer til alt, ekstraordinære krav kræver ekstraordinære beviser .

Jeg synes, det her er et perfekt eksempel på, hvordan den videnskabelige proces fungerer, siger Paul Byrne, en planetarisk videnskabsmand ved North Carolina State University, som heller ikke var involveret i undersøgelserne. Det giver bestemt mening, at der ville være andre undersøgelser, der ville forsøge at komme på dette spørgsmål.

Det første fortrykspapir at så tvivl om originalen var faktisk delvist skrevet af Greaves selv. Efter at have undladt at sikre mere tid på teleskoper for at verificere sit holds første fund - pandemien har gjort teleskopadgang vanskelig og i nogle tilfælde umulig - henvendte hun og hendes kolleger sig til et arkiv med infrarøde observationer foretaget i 2015 og kunne ikke finde nogen tegn på fosfin.

Dette er selvfølgelig frustrerende, men som Byrne siger, er fraværet af bevis for en given påvisning ikke bevis på fravær. Det kan bare betyde, at problemet er mere komplekst, end vi ønsker. Måske findes fosphin faktisk ikke på Venus, eller måske varierer det over tid. Eller måske søgte de arkivobservationer, Greaves analyserede, ikke dybt nok ned i skyerne.

Replikerbarhed er faktisk et almindeligt problem, når det kommer til denne slags undersøgelser. Vores nuværende karakterisering af metan på Mars er for eksempel under intens debat: NASAs Curiosity-rover har en har en historie med at opdage enorme spidser af metan på planeten , mens ESA's Trace Gas Orbiter, designet til at studere gassen på Mars med langt mere følsomme instrumenter end Curiosity, har fundet bupkis . Det samme gælder for påvisning af vandfaner på Europa med Hubble-rumteleskopet : efterfølgende undersøgelser har kæmpet for at finde dem .

Behandler stadig

Et andet problem, der plager fosfinfundene, er databehandling. De to andre fortryk blev skrevet af hold, der forsøgte at genbehandle de originale data brugt af Greaves og hendes team med mistanke om, at den oprindelige analyse var fejlbehæftet. Det er ofte en udfordring at trække signaler ud af de enorme mængder støj, der findes i teleskopiske data. Forskere i den oprindelige undersøgelse brugte en teknik kaldet polynomial tilpasning, som skal fjerne baggrundsstøj omkring det spektrale område, hvor fosfinsignaler skulle dukke op. Men som National Geographic rapporter, kunne den måde, de gik til, faktisk have indført falske fosphinsignaler.

Begge disse nye fortryk genbehandlede dataene fra bunden uden at bruge Greaves' metode. Den ene fokuserede udelukkende på ALMA-dataene og det lykkedes ikke at finde fosfin. Det andet papir så på både ALMA- og JCMT-dataene. Forskere fandt intet phosphinsignal i ALMA-dataene og detekterede et signal i JCMT-sættet, der kan forklares med svovldioxidgas.

Desuden ALMA-observatoriet for nylig fundet en fejl i sit kalibreringssystem, der blev brugt til at indsamle de data, Greaves og hendes team arbejdede med. Det betyder ikke, at de havde tingene galt i første omgang. Selvom ALMA-dataene viser sig at være forkerte, er der stadig en forklaring påkrævet for, hvorvidt [JCMT]-dataene er korrekte eller ej, siger Byrne. Jeg tror ikke, det er så tydeligt at sige 'Ja, der er fosfin' eller 'Nej, det er der ikke'.

Det er heller ikke entydigt, hvis metode der er mere korrekt. Der er ingen officiel opskrift eller et sæt regler for, hvordan dette skal gøres ved at studere biosignaturer, siger Olson. Faktisk kommer mange fremskridt inden for videnskaben fra det faktum, at forskellige grupper griber problemer forskelligt an og afslører indsigter og spor, som andre ikke lagde mærke til.

Nøglen er gennemsigtighed. Uanset hvilken metode man bruger, så længe den er veldokumenteret og tilgængelig - hvilket er, hvad vi har set med Greaves-papiret og de opfølgende fortryksundersøgelser - så længe det er reproducerbart, er det det, der betyder noget, siger Byrne. Uenigheder er fine, og så længe de kan diskuteres åbent, er det god videnskab.

Efter at have verificeret

Skulle forskerne overhovedet nå til enighed om, at phosphin findes på Venus, betyder det ikke, at der er liv på planeten. Fosfin er bestemt en potentiel biosignatur, men det er den ikke kun en biosignatur, siger Byrne. Fosfin produceres på Jorden af ​​bakterier, der lever i kloakvand, sumpe, moser, rismarker og dyretarme - men vi ved, at det også produceres i nogle industrielle applikationer og på gasformige planeter som Saturn og Jupiter, hvor det menes, at livet ikke kan overleve. Med hensyn til, hvad der foregår i tilfældet med Venus, ved vi ikke nok om planeten til fuldstændig at udelukke en eller anden mærkelig kemi, vi aldrig har set før.

Det samme gælder for andre potentielle biosignaturer, vi har opdaget i solsystemet. Jeg kan ikke komme i tanke om en enkelt forbindelse, som vi nemt kan måle, som kun definitivt ville indikere liv, siger Byrne. Metan produceres af mange slags bakterier på Jorden (inklusive dem, der lever i kvæg), men det udspys også af vulkaner. Åndbar ilt (i form af O2) blev skabt af Jordens første cyanobakterier, men mærkelige reaktioner, der involverer sollys og et mineral kaldet titania også producere det på andre verdener.

Når det kommer til Venus, vil dette være en debat, som vi vil have i de kommende år, siger Olson. Og det skyldes, at intet enkelt spor kan være et konkret bevis på livet, medmindre vi sender en mission for at foretage direkte observationer.

Der er ting, vi kan gøre imens, siger Byrne. Men indtil vi går dertil, er det dybest set akademisk. Den eneste måde at besvare disse spørgsmål på er at tage dertil.

skjule