Nel mese di settembre, un team guidato da astronomi nel Regno Unito ha annunciato di aver rilevato la fosfina chimica nelle spesse nubi di Venere. Il rilevamento segnalato dalla squadra, sulla base delle osservazioni di due radiotelescopi terrestri, ha sorpreso molti esperti di Venere. L'atmosfera terrestre contiene piccole quantità di fosfina, che può essere prodotto dalla vita. La fosfina su Venere ha generato il ronzio che il pianeta, spesso sinteticamente propagandato come un "paesaggio infernale, " potrebbe in qualche modo ospitare la vita all'interno delle sue nuvole acide.

Da quella prima affermazione, altri team scientifici hanno messo in dubbio l'affidabilità del rilevamento della fosfina. Ora, un team guidato da ricercatori dell'Università di Washington ha utilizzato un modello robusto delle condizioni all'interno dell'atmosfera di Venere per rivisitare e reinterpretare in modo completo le osservazioni del radiotelescopio alla base dell'affermazione iniziale sulla fosfina. Come riportano in un documento accettato a Il Giornale Astrofisico e pubblicato il 25 gennaio sul sito di prestampa arXiv, il gruppo guidato dal Regno Unito probabilmente non stava rilevando affatto la fosfina.

"Invece della fosfina nelle nuvole di Venere, i dati sono coerenti con un'ipotesi alternativa:stavano rilevando anidride solforosa, " ha detto la co-autrice Victoria Meadows, un professore di astronomia dell'UW. "L'anidride solforosa è il terzo composto chimico più comune nell'atmosfera di Venere, e non è considerato un segno di vita."

Il team dietro il nuovo studio include anche scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA con sede a Caltech, il Goddard Space Flight Center della NASA, il Georgia Institute of Technology, il Centro di ricerca Ames della NASA e l'Università della California, Lungofiume.

Il team guidato dall'UW mostra che l'anidride solforosa, a livelli plausibili per Venere, non solo può spiegare le osservazioni, ma è anche più coerente con ciò che gli astronomi sanno dell'atmosfera del pianeta e del suo ambiente chimico punitivo, che include nuvole di acido solforico. Inoltre, i ricercatori mostrano che il segnale iniziale non ha avuto origine nello strato di nuvole del pianeta, ma molto al di sopra di esso, in uno strato superiore dell'atmosfera di Venere dove le molecole di fosfina verrebbero distrutte in pochi secondi. Ciò fornisce ulteriore supporto all'ipotesi che l'anidride solforosa abbia prodotto il segnale.

Sia il presunto segnale di fosfina che questa nuova interpretazione del data center sulla radioastronomia. Ogni composto chimico assorbe lunghezze d'onda uniche dello spettro elettromagnetico, che include le onde radio, Raggi X e luce visibile. Gli astronomi usano le onde radio, luce e altre emissioni dai pianeti per conoscere la loro composizione chimica, tra le altre proprietà.

Nel 2017 utilizzando il James Clerk Maxwell Telescope, o JCMT, il team guidato dal Regno Unito ha scoperto una caratteristica nelle emissioni radio di Venere a 266,94 gigahertz. Sia la fosfina che l'anidride solforosa assorbono le onde radio vicino a quella frequenza. Per differenziare i due, nel 2019 lo stesso team ha ottenuto osservazioni di follow-up di Venere utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA. La loro analisi delle osservazioni di ALMA a frequenze in cui assorbe solo l'anidride solforosa ha portato il team a concludere che i livelli di anidride solforosa su Venere erano troppo bassi per spiegare il segnale a 266,94 gigahertz, e che deve invece provenire dalla fosfina.

In questo nuovo studio del gruppo guidato da UW, i ricercatori hanno iniziato modellando le condizioni all'interno dell'atmosfera di Venere, e usandolo come base per interpretare in modo completo le caratteristiche che sono state viste - e non viste - nei set di dati JCMT e ALMA.

"Questo è ciò che è noto come un modello di trasferimento radiativo, e incorpora i dati di diverse decadi di osservazioni di Venere da più fonti, inclusi osservatori qui sulla Terra e missioni spaziali come Venus Express, " ha detto l'autore principale Andrew Lincowski, un ricercatore del Dipartimento di Astronomia dell'UW.

Il team ha utilizzato quel modello per simulare i segnali di fosfina e anidride solforosa per diversi livelli dell'atmosfera di Venere, e come quei segnali sarebbero stati raccolti da JCMT e ALMA nelle loro configurazioni 2017 e 2019. Sulla base della forma del segnale da 266,94 gigahertz raccolto dal JCMT, l'assorbimento non proveniva dallo strato di nubi di Venere, riporta la squadra. Anziché, la maggior parte del segnale osservato ha avuto origine a circa 50 miglia o più sopra la superficie, nella mesosfera di Venere. A quell'altitudine, prodotti chimici aggressivi e radiazioni ultraviolette distruggerebbero le molecole di fosfina in pochi secondi.

"La fosfina nella mesosfera è ancora più fragile della fosfina nelle nuvole di Venere, " disse Meadows. "Se il segnale JCMT provenisse dalla fosfina nella mesosfera, quindi per tenere conto della forza del segnale e della durata inferiore al secondo del composto a quell'altitudine, la fosfina dovrebbe essere consegnata alla mesosfera a circa 100 volte la velocità con cui l'ossigeno viene pompato nell'atmosfera terrestre mediante la fotosintesi».

I ricercatori hanno anche scoperto che i dati di ALMA probabilmente hanno sottovalutato significativamente la quantità di anidride solforosa nell'atmosfera di Venere, un'osservazione che il team guidato dal Regno Unito aveva usato per affermare che la maggior parte del segnale a 266,94 gigahertz proveniva dalla fosfina.

"La configurazione dell'antenna di ALMA al momento delle osservazioni del 2019 ha un effetto collaterale indesiderabile:i segnali dei gas che si possono trovare quasi ovunque nell'atmosfera di Venere, come l'anidride solforosa, emettono segnali più deboli rispetto ai gas distribuiti su una scala più piccola, " ha detto il co-autore Alex Akins, un ricercatore presso il Jet Propulsion Laboratory.

Questo fenomeno, nota come diluizione della riga spettrale, non avrebbe influito sulle osservazioni del JCMT, portando a una sottostima della quantità di anidride solforosa osservata da JCMT.

"Hanno dedotto un basso rilevamento di anidride solforosa a causa di quel segnale artificialmente debole di ALMA, " ha detto Lincowski. "Ma i nostri modelli suggeriscono che i dati ALMA diluiti in linea sarebbero stati comunque coerenti con quantità tipiche o anche grandi di anidride solforosa di Venere, che potrebbe spiegare completamente il segnale JCMT osservato."

"Quando questa nuova scoperta è stata annunciata, la bassa abbondanza di anidride solforosa riportata era in contrasto con ciò che già sappiamo su Venere e le sue nuvole, " ha detto Meadows. "Il nostro nuovo lavoro fornisce un quadro completo che mostra come le quantità tipiche di anidride solforosa nella mesosfera di Venere possono spiegare sia le rilevazioni del segnale, e non rilevamenti, nei dati JCMT e ALMA, senza bisogno di fosfina."

Con i team scientifici di tutto il mondo che seguono nuove osservazioni del vicino avvolto dalle nuvole della Terra, questo nuovo studio fornisce una spiegazione alternativa all'affermazione che qualcosa geologicamente, chimicamente o biologicamente deve generare fosfina nelle nuvole. Ma sebbene questo segnale sembri avere una spiegazione più semplice:con un'atmosfera tossica, pressione schiacciante e alcune delle temperature più calde del nostro sistema solare al di fuori del sole:Venere rimane un mondo di misteri, con molto da esplorare.