Lehdistötiedote

Venuksesta on löydetty mahdollisesti elämän olemassaoloon viittaava molekyyli

14. syyskuuta 2020

Kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä ilmoitti tänään löytäneensä Venuksen pilvistä harvinaisen fosfiini molekyylin. Maapallolla tätä kaasua syntyy vain teollisesti tai hapettomissa ympäristöissä viihtyvien mikrobien tuottamana. Tähtitieteilijät ovat vuosikymmenien ajan spekuloineet, että Venuksen korkealla olevat pilvet voisivat toimia mikrobien asuinpaikkana, jossa ne ovat kaukana kuumasta pinnasta, mutta pystyvät sietämään pilvien erittäin suurta happamuutta. Fosfiinin havaitseminen voisi viitata tällaiseen Maan ulkopuoliseen pilvissä leijuvaan elämään.

”Kun näimme ensimmäiset merkit fosfiinista Venuksen spektrissä, se oli shokki!”, tutkimusryhmän johtaja Jane Greaves Cardiffin yliopistosta Britanniasta sanoi. Hän oli ensimmäinen, joka havaitsi merkkejä fosfiinista James Clerk Maxwell teleskoopilla (JCMT) tehdystä havainnoista. Teleskooppia operoi Itä-Aasian observatorio Havaijilla. Löytö vahvistettiin 45 antennin Chilessä sijaitsevalla Atacama Large Millimetri/submillimetri Array (ALMA) havaintolaiteella, joka on herkempi havaintoilaite. Euroopan eteläinen observatorio (ESO) on yksi ALMA:n kumppaneista. Molemmat tutkimusyksiköt havaitsivat Venusta noin 1 millimetrin aallonpituudella, joka on paljon pidempää kuin mitä ihmissilmä näkee. Vain korkealla sijaitsevat teleskoopit pystyvät havaitsemaan tällä aallonpituudella tehokkaasti.

Kansainvälinen tutkimusryhmä, johon kuuluu tutkijoita Britanniasta, Yhdysvalloista ja Japanista, arvioi, että fosfiinia esiintyy Venuksen pilvissä pienenä pitoisuutena, joka vastaa vain noin kahtakymmentä molekyyliä miljardissa molekyylissä. Havaintojen jälkeen he tekivät laskelmia nähdäkseen, voisiko tämä määrä olla peräisin luonnollisista planeetan ei-biologisista prosesseista. Joitakin selvitettyjä tekijöitä olivat auringonvalo, pinnalta ylöspäin siirtyvät mineraalit, tulivuoret tai salamointi, mutta mikään näistä ei voinut tuottaa lähellekään tarpeeksi fosfiinia. Näiden ei-biologisten lähteiden havaittiin saavan aikaan korkeintaan kymmenestuhannesosan siitä fosfiinimäärästä, jonka teleskoopit näkivät.

Tuottaakseen Venuksessa havaitun määrän fosfiinia (joka koostuu vedystä ja fosforista) maanpäällisten organismien olisi tuotettava kaasua vain noin 10% niiden maksimaalisesta tuottavuudesta. Maan bakteerien tiedetään tuottavan fosfiinia. Ne ottavat mineraaleista tai biologisesta materiaalista fosfaattia, lisäävät vetyä ja lopulta tuottavat fosfiinia. Venuksen mahdolliset organismit olisivat luultavasti hyvin erilaisia kuin serkkunsa Maassa, mutta nekin voisivat olla kaasukehässä havaitun fosfiinin lähteenä.

Vaikka fosfiinin löytyminen Venuksen pilvistä tuli yllätyksenä, tutkijat ovat varmoja havainnostaan. ”Olimme helpottuneita, kun Venus oli sopivassa kulmassa Maahan nähden hyville ALMA:n seurantahavainnoille. Tietojen jatkokäsittely oli tosin hankalaa, sillä ALMA:a ei yleensä käytetä hienovaraisten tekijöiden löytämiseksi hyvin kirkkaista kohteista kuten Venuksesta", tutkimusryhmän jäsen Anita Richards Britannian ALMA-aluekeskuksesta ja Manchesterin yliopistosta kertoi. ”Lopulta huomasimme, että molemmissa observatorioissa oli nähty sama asia, eli säteilyn heikko absorptio oikealla fosfiinikaasun aallonpituudella, missä fosfiinin alapuolella olevat lämpimämmät pilvet taustavalaisevat molekyylejä”, lisäsi Greaves, joka johti tänään Nature Astronomy-lehdessä julkaistua tutkimusta.

Tutkimusryhmän jäsen Clara Sousa Silva yhdysvaltalaisesta Massachusetts Institute of Technologysta, on tutkinut fosfiinia ”elämänmerkki”-kaasuna muiden tähtien ympärillä olevien planeettojen ei-happea käyttävien elämänmuotojen etsimiseksi. Tämä sopii tähän tarkoitukseen hyvin, koska normaali kemia tekee fosfiinia niin vähän. Hän kommentoi: ”Fosfiinin löytäminen Venuksella oli odottamaton bonus! Löytö nostaa esille monia kysymyksiä, kuten miten mitkään eliöt voisivat selvitä Venuksella hengissä. Maapallolla jotkin mikrobit selviävät ympäristössä, jossa happopitoisuus on jopa noin 5%, mutta Venuksen pilvet koostuvat lähes yksinomaan haposta”.

Tutkimusryhmä uskoo, että heidän löytönsä on merkittävä, koska he voivat sulkea pois monia vaihtoehtoisia tapoja fosfiinin tuottamiseksi. He tunnustavat kuitenkin, että ”elämän” olemasssaolon vahvistaminen vaatii paljon enemmän työtä. Vaikka Venuksen korkeissa pilvissä on jopa miellyttävä 30 celsiusasteen lämpötila, niin ne ovat uskomattoman happamia. Pilvissä on noin 90% rikkihappoa, joka aiheuttaa suuria vaikeuksia kaikille mikrobeille, jotka yrittävät siellä selvitä.

ESO:n tähtitieteilijä ja ALMA:n Euroopan operaatioiden manageri Leonardo Testi, joka ei osallistunut tähän uuteen tutkimukseen, sanoi: ”Fosfiinin ei-biologista alkuperää oleva tuotanto Venuksella voidaan poissulkea perustuen nykyiseen käsitykseemme kivisten planeettojen ilmakehässä tapahtuvasta fosfiinikemiasta. Venuksen ilmakehässä olevan elämän olemassaolon vahvistaminen olisi suuri läpimurto astrobiologialle. Siten tämän jatkoksi on tärkeää tehdä lisää teoreettista ja havaintoihin perustuvaa tutkimusta, joilla voidaan poissulkea se mahdollisuus, että kiviplaneetoilla fosfiinilla voi olla erilainen kemiallinen alkuperä kuin Maassa”.

Lisähavainnot Venuksesta ja aurinkokuntamme ulkopuolisista kivisistä planeetoista ESO:n tulevan Erittäin suuren teleskoopin (Extremely Large Telescope) ja muiden teleskooppien avulla voivat auttaa keräämään tietoa fosfiinin alkuperästä, sekä etsimään elämän merkkejä Maan ulkopuolelta.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esiteltiin artikkelissa “Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus”, joka julkaistaan 'Nature Astronomy'-lehdessä.

Tutkimusryhmässä mukana olivat: Jane S. Greaves (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK [Cardiff]), Anita M. S. Richards (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, The University of Manchester, UK), William Bains (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA [MIT]), Paul Rimmer (Department of Earth Sciences and Cavendish Astrophysics, University of Cambridge and MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK), Hideo Sagawa (Department of Astrophysics and Atmospheric Science, Kyoto Sangyo University, Japan), David L. Clements (Department of Physics, Imperial College London, UK [Imperial]), Sara Seager (MIT), Janusz J. Petkowski (MIT), Clara Sousa-Silva (MIT), Sukrit Ranjan (MIT), Emily Drabek-Maunder (Cardiff and Royal Observatory Greenwich, London, UK), Helen J. Fraser (School of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK), Annabel Cartwright (Cardiff), Ingo Mueller-Wodarg (Imperial), Zhuchang Zhan (MIT), Per Friberg (EAO/JCMT), Iain Coulson (EAO/JCMT), E’lisa Lee (EAO/JCMT) ja Jim Hoge (EAO/JCMT).

Muutamien tässä mukana olleiden tutkijoiden tekemä aiheeseen liittyvä toinen tutkimus julkaistiin elokuussa 2020 Astrobiology-lehdessä nimeltään “The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere”. Toinen aihepiirin liittyvä joidenkin samojen tekijöiden tekemä tutkimus "Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres" julkaistiin Astrobiology-lehdessä tammikuussa 2020.

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja ylivoimaisesti maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Irlanti, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta, joiden lisäksi Chile toimii laitteistojen sijoitusmaana ja Australia strategisena kumppanina. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) ja siihen liittyvä, maailmanlaajuisesti johtava VLTI-interferometri, sekä kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja VST-teleskooppi näkyvän valon aallonpituuksilla. Paranalilla ESO tulee myös hallinnoimaan ja operoimaan eteläistä Tšerenkov-teleskooppien verkostoa (Cherenkov Telescope Array South), mikä on maailman suurin ja herkin gammasäteilyä havainnoiva observatorio. ESO on myös merkittävä kumppani kahdessa Chajnantorin laitteistossa, APEX-teleskoopissa ja ALMA-teleskoopissa, joka on maailman suurin tähtitieteellinen projekti. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT-teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) on kansainvälinen tähtitieteen tutkimusyksikkö, mikä on ESO:n, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön NSF:n ja Japanin kansallisten luonnontiedeinstituuttien NINS:n välinen kumppanuushanke yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa sen jäsenmaiden puolesta Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa sekä Itä-Aasiassa  yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korean tähtitieteen ja avaruustieteiden instituutin (KASI) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa sen jäsenmaiden puolesta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Viidentoista metrin halkaisijan omaavalla vastaanottimellaan James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) on maailman suurin yksittäinen tähtitieteen radioteleskooppi, joka on erityisesti suunniteltu operoimaan sähkömahgneettisen säteilyn spektrin alimillimetrialueella. JCMT:llä tutkitaan aurinkokunnan kohteita, tähtienvälistä- ja tähtien ympärillä olevaa kaasua ja pölyä, eri kehitysvaiheissa olevia tähtiä ja kaukaisia galakseja. Se sijaitsee Havaijilla Maunakean tutkimusreservaatissa 4092m korkeudella. JCMT:n toiminnasta vastaa Itä-Aasian observatorio NAOJ:n, ASIAA:n, KASI:n, CAMS:n, sekä Kiinan kansallisen avain tutkimus- ja kehitysohjelman puolesta. STFC ja siinä mukana olevat yliopistot Yhdistyneestä Kuningaskunnasta ja Kanadasta myös rahoittavat osaltaan toimintaa.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• Royal Astronomical Society lehdistötiedote
• ALMA:n kuvia
• JCMT:n kuvia
• Aiheeseen liittyvä aikaisempi ESO:n julkaisu: 'Tähtitieteilijät paljastivat tähtienvälisen yhteyden yhteen elämän rakennusaineista: ALMA ja Rosetta kartoittivat fosforin liikkeitä'
• Aiheeseen liittyvä aikaisempi Royal Astronomical Societyn julkaisu: 'Paucity of phosphorus hints at precarious path for extraterrestrial life'
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Jane Greaves (study author)
Cardiff University
Cardiff, UK
Sähköposti: GreavesJ1@cardiff.ac.uk

Anita Richards (study author)
UK ALMA Regional Centre and University of Manchester
Manchester, UK
Sähköposti: a.m.s.richards@manchester.ac.uk

Clara Sousa Silva (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Puh.: +1 617 253 6283
Sähköposti: cssilva@mit.edu

Leonardo Testi (contact for independent comment on the study)
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6541
Sähköposti: ltesti@eso.org

Dave Clements (study author)
Imperial College
London, UK
Sähköposti: d.clements@imperial.ac.uk

Paul Rimmer (study author)
University of Cambridge
Cambridge, UK
Sähköposti: pbr27@cam.ac.uk

William Bains (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Sähköposti: bains@mit.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: pio@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media