Jordens systerplanet, Venus, har inte ansetts vara högprioriterat i sökandet efter liv. Dess yttemperatur på cirka 450°C tros vara fientlig mot även de hårdaste mikroorganismerna, och den är tjock, svavelhaltig och sur atmosfär har hållit ytan nästan helt fri från besökande rymdskepp.

Vi har bara fått den kortaste glimten av ett kargt landskap från de två ryska landare som tog sig ner till marken på 1980-talet. Så det är inte konstigt att en rapport publiceras i Natur astronomi att de övre nivåerna av Venus atmosfär innehåller en molekyl som är en potentiell signatur för liv, kommer som något av en chock.

Molekylen i fråga är PH₃ (fosfin). Det är en mycket reaktiv och brandfarlig, extremt illaluktande giftig gas, finns (bland annat) i högar av pingvindynga och tarmarna hos grävlingar och fiskar.

Det finns endast i spårmängder i jordens atmosfär - mindre än runt några få delar per biljon - eftersom det snabbt förstörs av oxidationsprocessen. Att denna molekyl ändå finns i vår oxiderande atmosfär beror på att den kontinuerligt produceras av mikrober. Så fosfin i atmosfären på en stenig planet föreslås vara en stark signatur för livet.

Den borde inte vara stabil i atmosfären på en planet som Venus där den snabbt skulle oxideras om inte, som på jorden, det finns ett ständigt nytt utbud. Så varför letade författarna till studien efter fosfin i en så föga lovande miljö? Och är de säkra på att de har hittat den?

Att läsa mellan raderna i rapporten, det verkar som att teamet inte förväntade sig att hitta fosfin. Verkligen, de verkade aktivt leta efter dess frånvaro. Venus skulle leverera "baslinjeatmosfären" på en stenig planet, fri från en fosfinbiosignatur. Forskare som undersöker steniga exoplaneter skulle då kunna jämföra atmosfären i dessa kroppar med den hos Venus, för att identifiera eventuella potentiella fosfinbiosignaturer.

Detektivarbete

Så för att hitta en global koncentration av molekylen runt 1, 000 gånger högre än jordens var något av en överraskning. Faktiskt, det fick författarna att genomföra en av de mest detaljerade kriminaltekniska dissektionerna av sina egna data som jag har sett.

Den första uppsättningen data insamlades i juni 2017 med James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) på Hawaii. Det indikerade otvetydigt närvaron av fosfin, så en andra uppsättning data registrerades, använda ett annat instrument på ett annat teleskop.

Dessa observationer gjordes i mars 2019, vid högre spektral upplösning, med Atacama Large Millimeter Array (ALMA) i Chile. De två datamängderna var nästan omöjliga att särskilja. Fosfin finns i Venus atmosfär, med en ojämn fördelning över mellanbreddgraderna, minskar mot polerna.

Men var har det kommit ifrån? Råvaran för fosfin är fosfor, ett grundämne med en välkänd kemi som underbygger många möjliga kemiska reaktioner. Fosfor i Venus atmosfär mättes av Vega-sonderna (fd Sovjetunionen) och visade sig förekomma som den oxiderade molekylen P₄O₆.

När vi letar efter att förklara förekomsten av fosfin, astronomen Jane Greaves från University of Cardiff och hennes team använde Vega-data och modellerade nästan 100 olika kemiska reaktioner i atmosfären för att se om de kunde återskapa fosfinet de hade hittat.

Trots att man gör detta under en rad förhållanden (tryck, temperatur, reaktantkoncentration), de fann att ingen var lönsam. De övervägde till och med reaktioner under ytan, men Venus skulle behöva ha vulkanisk aktivitet som är minst tvåhundra gånger större än jordens för att producera tillräckligt med fosfin på detta sätt.

Vad sägs om en meteorit som för med sig ämnet till Venus? De övervägde detta också, men fann att det inte skulle leda till de mängder fosfin som data angav. Vad mer, det finns inga bevis för en nyligen stor påverkan som kan ha ökat fosforkoncentrationerna i atmosfären. Teamet övervägde också om reaktioner med blixtar eller solvinden kunde skapa fosfin i atmosfären men upptäckte att endast försumbara mängder skulle produceras på detta sätt.

Var lämnar det oss då? Fosfin finns i Venus atmosfär i koncentrationer långt över den nivå som kan förklaras av icke-biologiska processer. Betyder det att det finns mikrober i Venus atmosfär, segla genom molnen i aerosoldroppar — en Venus flugfälla på mikroskalan?

Författarna hävdar inte att de har hittat bevis för livet, endast för "anomal och oförklarlig kemi". Men, som Sherlock Holmes sa till Dr. Watson:"När du har eliminerat det omöjliga, vad som än blir kvar, hur osannolikt det än är, måste vara sanningen."

Förekomsten av metan som en biosignatur i Mars atmosfär är fortfarande hett debatterad. Det kan vara så att astrobiologer som söker efter liv bortom jorden nu har ytterligare en atmosfärisk biosignatur att argumentera om.

Europeiska rymdorganisationen överväger för närvarande ett uppdrag till Venus som skulle bestämma dess geologiska och tektoniska historia, inklusive observation av potentiella vulkaniska gaser. Detta skulle ge en bättre uppfattning om de arter som läggs till Venus atmosfär. Den nya studien bör stärka valet av uppdraget.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.