Det är svårt att föreställa sig en mer ogästvänlig värld än vår närmaste planetariska granne. Med en atmosfär tjock av koldioxid och en yta som är tillräckligt varm för att smälta bly, är Venus en bränd och kvävande ödemark där livet som vi känner det inte kunde överleva. Planetens moln är lika fientliga och täcker planeten i droppar av svavelsyra som är tillräckligt frätande för att bränna ett hål genom mänsklig hud.

Och ändå stöder en ny studie den långvariga idén att om liv existerar, kan det skapa ett hem i Venus moln. Studiens författare, från MIT, Cardiff University och Cambridge University, har identifierat en kemisk väg genom vilken livet skulle kunna neutralisera Venus sura miljö och skapa en självförsörjande, beboelig ficka i molnen.

Inom Venus atmosfär har forskare länge observerat förbryllande anomalier - kemiska signaturer som är svåra att förklara, såsom små koncentrationer av syre och icke-sfäriska partiklar till skillnad från svavelsyrans runda droppar. Det kanske mest förbryllande är närvaron av ammoniak, en gas som preliminärt upptäcktes på 1970-talet, och som av allt att döma inte bör produceras genom någon kemisk process som är känd på Venus.

I sin nya studie modellerade forskarna en uppsättning kemiska processer för att visa att om ammoniak verkligen finns närvarande, skulle gasen sätta igång en kaskad av kemiska reaktioner som skulle neutralisera omgivande droppar av svavelsyra och också kan förklara de flesta av de anomalier som observerats i Venus moln. När det gäller själva källan till ammoniak, föreslår författarna att den mest troliga förklaringen är av biologiskt ursprung, snarare än en icke-biologisk källa som blixtar eller vulkanutbrott.

Som de skriver i sin studie, antyder kemin att "livet kan skapa sin egen miljö på Venus."

Denna lockande nya hypotes är testbar, och forskarna tillhandahåller en lista med kemiska signaturer för framtida uppdrag att mäta i Venus moln, för att antingen bekräfta eller motsäga deras idé.

"Inget liv som vi känner till skulle kunna överleva i Venus-dropparna", säger studiens medförfattare Sara Seager, klassens professor i planetära vetenskaper från 1941 vid MIT:s avdelning för jord-, atmosfär- och planetvetenskap (EAPS). "Men poängen är att det kanske finns något liv där och ändrar sin miljö så att den är beboelig."

Studiens medförfattare inkluderar Janusz Petkowski, William Bains och Paul Rimmer, som är knutna till MIT, Cardiff University och Cambridge University.

Livsmisstänkt

"Livet på Venus" var en trendfras förra året, när forskare inklusive Seager och hennes medförfattare rapporterade upptäckten av fosfin i planetens moln. På jorden är fosfin en gas som huvudsakligen produceras genom biologiska interaktioner. Upptäckten av fosfin på Venus lämnar utrymme för möjligheten till liv. Sedan dess har upptäckten emellertid varit mycket omtvistad.

"Fosfindetekteringen slutade med att bli otroligt kontroversiell," säger Seager. "Men fosfin var som en gateway, och det har skett en sådan här uppsving hos människor som studerar Venus."

Inspirerad av att titta närmare började Rimmer söka igenom data från tidigare uppdrag till Venus. I dessa data identifierade han anomalier, eller kemiska signaturer, i molnen som hade blivit oförklarade i årtionden. Förutom närvaron av syre och icke-sfäriska partiklar inkluderade anomalier oväntade nivåer av vattenånga och svaveldioxid.

Rimmer föreslog att anomalierna kan förklaras av damm. Han hävdade att mineraler, som svepte upp från Venus yta och in i molnen, kunde interagera med svavelsyra för att producera några, men inte alla, av de observerade anomalierna. Han visade att kemin var utcheckad, men de fysiska kraven var omöjliga:En enorm mängd damm skulle behöva hamna upp i molnen för att producera de observerade anomalierna.

Seager och hennes kollegor undrade om anomalierna kunde förklaras av ammoniak. På 1970-talet upptäcktes gasen preliminärt i planetens moln av sonderna Venera 8 och Pioneer Venus. Förekomsten av ammoniak, eller NH_3, var ett olöst mysterium.

"Ammoniak borde inte finnas på Venus," säger Seager. "Den har väte kopplat till sig, och det finns väldigt lite väte runt omkring. All gas som inte hör hemma i dess miljö är automatiskt misstänkt för att vara skapad av liv."

Levbara moln

Om teamet skulle anta att livet var källan till ammoniak, skulle detta kunna förklara de andra anomalierna i Venus moln? Forskarna modellerade en serie kemiska processer i jakten på ett svar.

De fann att om livet producerade ammoniak på ett så effektivt sätt som möjligt, skulle de associerade kemiska reaktionerna naturligt ge syre. Väl närvarande i molnen skulle ammoniak lösas upp i droppar av svavelsyra, vilket effektivt neutraliserar syran för att göra dropparna relativt beboeliga. Införandet av ammoniak i dropparna skulle förvandla deras tidigare runda, flytande form till mer av en icke-sfärisk, saltliknande slurry. När ammoniak väl lösts upp i svavelsyra, skulle reaktionen få all omgivande svaveldioxid att lösas också.

Förekomsten av ammoniak kunde då verkligen förklara de flesta av de stora anomalierna som ses i Venus moln. Forskarna visar också att källor som blixtar, vulkanutbrott och till och med ett meteoritnedslag inte kemiskt kunde producera den mängd ammoniak som krävs för att förklara anomalierna. Livet kan dock.

Faktum är att teamet noterar att det finns livsformer på jorden – särskilt i våra egna magar – som producerar ammoniak för att neutralisera och göra beboelig en annars mycket sur miljö.

"Det finns mycket sura miljöer på jorden där liv lever, men det är ingenting som miljön på Venus - om inte livet neutraliserar några av dessa droppar", säger Seager.

Forskare kan ha en chans att kontrollera förekomsten av ammoniak och tecken på liv under de kommande åren med Venus Life Finder Missions, en uppsättning föreslagna privatfinansierade uppdrag, där Seager är huvudutredare, som planerar att skicka rymdfarkoster till Venus för att mäta dess moln för ammoniak och andra signaturer av liv.

"Venus har kvardröjande, oförklarliga atmosfäriska anomalier som är otroliga," säger Seager. "Det lämnar utrymme för möjligheten till liv."