Het zou teleurstellend zijn om geen leven op Venus te vinden. Maar het is goede wetenschap aan het werk.

Een weergave van Venus gemaakt door ESA's Venus Express-orbiter. ESA/MPS/DLR/IDA, M. Pérez-Ayúcar & C. Wilson

Het rapport van vorige maand dat er mogelijk is fosfinegas in de Venusiaanse wolken kwam met een verbluffende implicatie: buitenaards leven. Op aarde is fosfine een chemische stof die wordt geproduceerd door sommige soorten bacteriën die in zuurstofarme omstandigheden leven. Zijn aanwezigheid op Venus, aangekondigd door een team onder leiding van Jane Greaves van Cardiff University, deed de mogelijkheid ontstaan ​​dat er leven zou kunnen zijn in wat lang werd beschouwd als een van de meest onherbergzame omgevingen in het zonnestelsel: een planeet die is bedekt met dikke wolken zwavelzuur zuur, met een atmosfeer die voor 96% uit koolstofdioxide bestaat, en waar de druk aan het oppervlak 100 keer groter is dan die van de aarde. Oh, en het ervaart temperaturen tot 471°C -ruim boven het smeltpunt van lood.

Sinds het eerste rapport is er echter twijfel ontstaan ​​over de bevinding. Drie verschillende preprint-papers (waarvan geen enkele is gepubliceerd in een peer-reviewed tijdschrift, hoewel er één is geaccepteerd) konden hetzelfde bewijs van fosfine op Venus niet vinden .

Op het eerste gezicht lijken de nieuwe rapporten misschien te suggereren dat het team achter de eerste bevindingen het slecht heeft gedaan, of een terugslag heeft door de resultaten te overhypen. Maar het was een stevige studie. De oorspronkelijke detecties werden aangekondigd nadat Greaves en haar team fosfinesignalen hadden gevonden in infrarood-naar-magnetron metingen van de atmosfeer van Venus, gemaakt met de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) in Hawaï en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. De auteurs waren super duidelijk. Ze hebben fantastisch werk geleverd door te zeggen dat ze geen leven hebben gevonden - dat ze iets hebben gevonden dat verband houdt met het leven op aarde dat ze niet op Venus kunnen verklaren, zegt Stephanie Olson, een planetaire wetenschapper aan de Purdue University die niet betrokken was bij een van deze onderzoeken. Het team ging zelfs zo ver om een paper in het tijdschrift Astrobiology het onderzoeken en uitsluiten van bekende natuurlijke oorzaken voor fosfine in Venus.

Herhaling, herhaling

De waarheid is dat het verhaal van Venus' vermeende fosfine geen eenvoudig geval is van een sensationele bevinding die bij nader onderzoek wordt neergeschoten. In feite is de stormloop van vervolgonderzoek welkom; de wetenschap doet haar ding. Dit geldt vooral als het gaat om de zoektocht naar buitenaards leven - tenslotte buitengewone claims vereisen buitengewoon bewijs .

Ik denk dat dit een perfect voorbeeld is van hoe het wetenschappelijke proces werkt, zegt Paul Byrne, een planetaire wetenschapper aan de North Carolina State University, die ook niet betrokken was bij de onderzoeken. Het is zeker logisch dat er andere onderzoeken zouden zijn die zouden proberen deze vraag te beantwoorden.

De eerste voordrukpapier om twijfel te zaaien over het origineel was eigenlijk gedeeltelijk door Greaves zelf geschreven. Nadat ze er niet in was geslaagd meer tijd op telescopen te krijgen om de eerste bevinding van haar team te verifiëren - de pandemie heeft de toegang tot de telescoop moeilijk en in sommige gevallen onmogelijk gemaakt - wendden zij en haar collega's zich tot een archief van infraroodwaarnemingen die in 2015 werden gedaan en konden geen enkel teken van fosfine.

Dit is natuurlijk frustrerend, maar zoals Byrne zegt, de afwezigheid van bewijs van een bepaalde detectie is geen bewijs van afwezigheid. Het zou kunnen betekenen dat het probleem complexer is dan we zouden willen. Misschien bestaat fosfine niet echt op Venus, of misschien varieert het in de loop van de tijd. Of misschien drongen de archiefwaarnemingen die Greaves analyseerde niet diep genoeg in de wolken.

Repliceerbaarheid is eigenlijk een veelvoorkomend probleem als het gaat om dit soort onderzoeken. Onze huidige karakterisering van methaan op Mars staat bijvoorbeeld ter discussie: NASA's Curiosity-rover heeft een heeft een geschiedenis van het detecteren van enorme methaanpieken op de planeet , terwijl ESA's Trace Gas Orbiter, ontworpen om het gas op Mars te bestuderen met veel gevoeligere instrumenten dan Curiosity, heeft bupki's gevonden . Hetzelfde geldt voor de detectie van waterpluimen op Europa door de Hubble Space Telescope : vervolgonderzoeken hebben geworsteld om ze te vinden .

Nog bezig

Een ander probleem dat de fosfinebevindingen plaagt, is de gegevensverwerking. De twee andere preprints zijn geschreven door teams die probeerde de originele gegevens opnieuw te verwerken gebruikt door Greaves en haar team, in de veronderstelling dat de oorspronkelijke analyse gebrekkig was. Het is vaak een uitdaging om signalen uit de enorme hoeveelheden ruis te halen die worden aangetroffen in telescopische gegevens. Onderzoekers in de oorspronkelijke studie gebruikten een techniek genaamd polynomiale aanpassing, die verondersteld wordt achtergrondruis te verwijderen rond het spectrale gebied waar fosfinesignalen zouden moeten verschijnen. Maar als National Geographic rapporten, de manier waarop ze het deden, zou in feite valse fosfinesignalen kunnen hebben geïntroduceerd.

Bij beide nieuwe preprints werden de gegevens helemaal opnieuw verwerkt, zonder de methode van Greaves te gebruiken. Eentje die uitsluitend gericht was op de ALMA-gegevens en slaagde er niet in om fosfine te vinden. het andere papier zowel naar de ALMA- als de JCMT-gegevens gekeken. Onderzoekers vonden geen fosfinesignaal in de ALMA-gegevens en ontdekten een signaal in de JCMT-set dat zou kunnen worden verklaard door zwaveldioxidegas.

Bovendien heeft het ALMA-observatorium onlangs een fout gevonden in het kalibratiesysteem dat werd gebruikt om de gegevens te verzamelen waarmee Greaves en haar team werkten. Dat betekent niet dat ze in de eerste plaats dingen verkeerd hadden. Zelfs als de ALMA-gegevens onjuist blijken te zijn, is er nog steeds een verklaring nodig voor het al dan niet correct zijn van de [JCMT]-gegevens, zegt Byrne. Ik denk niet dat dit alles zo duidelijk is als je zegt 'Ja, er is fosfine' of 'Nee, dat is er niet.'

Het is ook niet duidelijk wiens methodologie correcter is. Er is geen officieel recept of een reeks regels voor hoe dit zou moeten gebeuren bij het bestuderen van biosignaturen, zegt Olson. Veel vooruitgang in de wetenschap komt inderdaad voort uit het feit dat verschillende groepen problemen anders benaderen, waardoor inzichten en aanwijzingen worden onthuld die anderen niet hebben opgemerkt.

De sleutel is transparantie. Welke methode je ook gebruikt, zolang het goed gedocumenteerd en toegankelijk is - wat we hebben gezien met het Greaves-papier en de vervolgonderzoeken voor de preprint - zolang het reproduceerbaar is, daar gaat het om, zegt Byrne. Meningsverschillen zijn prima, en zolang ze openlijk kunnen worden besproken, is dat goede wetenschap.

Na verificatie

Als onderzoekers het er zelfs maar over eens zijn dat fosfine op Venus bestaat, betekent dat niet dat er leven op de planeet is. Fosfine is zeker een potentiële biosignatuur, maar dat is het niet alleen een biosignatuur, zegt Byrne. Fosfine wordt op aarde geproduceerd door bacteriën die leven in rioolwater, moerassen, moerassen, rijstvelden en dierlijke darmen, maar we weten dat het ook wordt geproduceerd in sommige industriële toepassingen en op gasplaneten zoals Saturnus en Jupiter, waar het leven niet zou kunnen overleven. Wat betreft wat er aan de hand is in het geval van Venus, we weten niet genoeg over de planeet om een ​​vreemde chemie die we nog nooit eerder hebben gezien, volledig uit te sluiten.

Hetzelfde geldt voor andere potentiële biosignaturen die we in het zonnestelsel hebben ontdekt. Ik kan geen enkele verbinding bedenken die we gemakkelijk kunnen meten en die alleen definitief op leven zou wijzen, zegt Byrne. Methaan wordt geproduceerd door vele soorten bacteriën op aarde (inclusief die van vee), maar het wordt ook uitgespuwd door vulkanen. Ademende zuurstof (in de vorm van O2) werd gecreëerd door de eerste cyanobacteriën van de aarde, maar vreemde reacties met zonlicht en een mineraal genaamd titania produceren het ook op andere werelden.

Als het op Venus aankomt, zal dit een debat zijn dat we de komende jaren zullen voeren, zegt Olson. En dat komt omdat geen enkele aanwijzing een concreet bewijs van leven kan zijn, tenzij we een missie sturen om directe observaties te doen.

Er zijn dingen die we in de tussentijd kunnen doen, zegt Byrne. Maar totdat we daarheen gaan, is het in wezen academisch. De enige manier om deze vragen te beantwoorden is om daarheen te gaan.

zich verstoppen