Non trovare la vita su Venere sarebbe deludente. Ma è una buona scienza al lavoro.

Una veduta di Venere ripresa dall'orbiter Venus Express dell'ESA. ESA/MPS/DLR/IDA, M. Pérez-Ayúcar e C. Wilson

Il rapporto del mese scorso che potrebbe esserci gas fosfina nelle nubi venusiane ha avuto un'implicazione sorprendente: la vita extraterrestre. Sulla Terra, la fosfina è una sostanza chimica prodotta da alcuni tipi di batteri che vivono in condizioni di scarso ossigeno. La sua presenza su Venere, annunciata da un team guidato da Jane Greaves dell'Università di Cardiff, ha sollevato la possibilità che ci possa essere vita in quello che è stato a lungo considerato uno degli ambienti più inospitali del sistema solare: un pianeta ricoperto da spesse nubi di zolfo acido, con un'atmosfera che contiene il 96% di anidride carbonica e dove la pressione in superficie è 100 volte maggiore di quella terrestre. Oh, e sperimenta temperature fino a 471°C —ben al di sopra del punto di fusione del piombo.

Dal rapporto iniziale, tuttavia, si sono insinuati dubbi sulla scoperta. Tre diversi documenti di prestampa (nessuno dei quali è stato pubblicato su una rivista sottoposta a revisione paritaria, sebbene uno sia stato accettato) non sono stati in grado di trovare le stesse prove di fosfina su Venere .

In superficie, i nuovi rapporti potrebbero sembrare suggerire che il team dietro i risultati iniziali ha incasinato gravemente, o sta subendo un contraccolpo dal sovrastimare i risultati. Ma era uno studio solido. I rilevamenti originali sono stati annunciati dopo che Greaves e il suo team hanno trovato segnali di fosfina nelle letture da infrarossi a microonde dell'atmosfera venusiana effettuate con il James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) alle Hawaii e l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile. Gli autori sono stati super chiari. Hanno fatto un lavoro fantastico dicendo che non hanno trovato la vita, che hanno trovato qualcosa associato alla vita sulla Terra che non possono spiegare su Venere, dice Stephanie Olson, una scienziata planetaria della Purdue University che non è stata coinvolta in nessuno di questi studi. Il team è arrivato al punto di pubblicare a articolo sulla rivista Astrobiology indagare ed escludere cause naturali note per la fosfina in Venere.

Ripetizione, ripetizione

La verità è che la storia della presunta fosfina di Venere non è un semplice caso di una scoperta sensazionale che viene abbattuta dopo un ulteriore esame. In effetti, la corsa alla ricerca di follow-up è accolta favorevolmente; la scienza sta facendo il suo dovere. Ciò è particolarmente vero quando si tratta della ricerca di vita extraterrestre, dopotutto, affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie .

Penso che questo sia un perfetto esempio di come funziona il processo scientifico, afferma Paul Byrne, uno scienziato planetario della North Carolina State University, che non è stato coinvolto negli studi. Certamente ha senso che ci sarebbero altri studi che cercherebbero di arrivare a questa domanda.

Il prima carta di prestampa mettere in dubbio l'originale è stato effettivamente scritto in parte dalla stessa Greaves. Dopo non essere riuscita ad assicurarsi più tempo sui telescopi per verificare la scoperta iniziale del suo team - la pandemia ha reso l'accesso al telescopio difficile e in alcuni casi impossibile - lei e i suoi colleghi si sono rivolti a un archivio di osservazioni a infrarossi effettuate nel 2015 e non sono riusciti a trovare alcun segno di fosfina.

Questo è ovviamente frustrante, ma come dice Byrne, l'assenza di prove di un determinato rilevamento non è una prova di assenza. Potrebbe semplicemente significare che il problema è più complesso di quanto vorremmo. Forse la fosfina in realtà non esiste su Venere, o forse varia nel tempo. O forse le osservazioni d'archivio analizzate da Greaves non hanno sondato abbastanza in profondità le nuvole.

La replicabilità è in realtà un problema comune quando si tratta di questo tipo di indagini. La nostra attuale caratterizzazione del metano su Marte, ad esempio, è oggetto di un intenso dibattito: il rover Curiosity della NASA ha un ha una storia di rilevamento di enormi picchi di metano sul pianeta , mentre il Trace Gas Orbiter dell'ESA, progettato per studiare il gas su Marte con strumenti molto più sensibili di Curiosity, ha trovato bupkis . Lo stesso vale per il rilevamento di pennacchi d'acqua su Europa da parte del telescopio spaziale Hubble : successive indagini hanno faticato a trovarli .

Ancora in elaborazione

Un altro problema che affligge i risultati della fosfina è l'elaborazione dei dati. Gli altri due preprint sono stati scritti da squadre che provato a rielaborare i dati originali utilizzato da Greaves e dal suo team, sospettando che l'analisi originale fosse errata. Spesso è una sfida estrarre i segnali dalle enormi quantità di rumore che si trovano nei dati telescopici. I ricercatori nello studio originale hanno utilizzato una tecnica chiamata adattamento polinomiale, che dovrebbe rimuovere il rumore di fondo intorno alla regione spettrale in cui dovrebbero apparire i segnali della fosfina. Ma come National Geographic rapporti, il modo in cui l'hanno fatto potrebbe effettivamente aver introdotto falsi segnali di fosfina.

Entrambi questi nuovi preprint hanno rielaborato i dati da zero, senza utilizzare il metodo di Greaves. Uno si è concentrato esclusivamente sui dati ALMA e non sono riuscito a trovare la fosfina. L'altra carta ha esaminato entrambi i dati ALMA e JCMT. I ricercatori non hanno trovato alcun segnale di fosfina nei dati ALMA e hanno rilevato un segnale nel set JCMT che potrebbe essere spiegato dal gas di anidride solforosa.

Inoltre, l'Osservatorio ALMA recentemente trovato un errore nel suo sistema di calibrazione utilizzato per raccogliere i dati con cui Greaves e il suo team hanno lavorato. Ciò non significa che avessero delle cose sbagliate in primo luogo. Anche se i dati ALMA risultano errati, è comunque necessaria una spiegazione per stabilire se i dati [JCMT] siano corretti o meno, afferma Byrne. Non credo che questo sia così netto nel dire 'Sì, c'è fosfina' o 'No, non c'è'.

Né è chiaro quale metodologia sia più corretta. Non esiste una ricetta ufficiale o una serie di regole su come questo dovrebbe essere fatto nello studio delle firme biologiche, afferma Olson. In effetti, molti progressi della scienza derivano dal fatto che diversi gruppi affrontano i problemi in modo diverso, rivelando intuizioni e indizi che altri non hanno notato.

La chiave è la trasparenza. Qualunque sia il metodo utilizzato, purché sia ​​ben documentato e accessibile, come abbiamo visto con il documento Greaves e le successive indagini sulla prestampa, purché sia ​​riproducibile, questo è ciò che conta, afferma Byrne. I disaccordi vanno bene e, purché possano essere discussi apertamente, questa è una buona scienza.

Dopo aver verificato

Se i ricercatori dovessero raggiungere un consenso sull'esistenza della fosfina su Venere, ciò non significa che ci sia vita sul pianeta. La fosfina è sicuramente una potenziale firma biologica, ma non lo è solo una firma biologica, dice Byrne. La fosfina è prodotta sulla Terra da batteri che vivono nelle acque reflue, nelle paludi, nelle paludi, nelle risaie e negli intestini degli animali, ma sappiamo che viene prodotta anche in alcune applicazioni industriali e su pianeti gassosi come Saturno e Giove, dove si pensa che la vita non possa sopravvivere. Per quanto riguarda quello che sta succedendo nel caso di Venere, non sappiamo abbastanza del pianeta per escludere del tutto una strana chimica che non abbiamo mai visto prima.

Lo stesso vale per altre potenziali firme biologiche che abbiamo scoperto nel sistema solare. Non riesco a pensare a un singolo composto che possiamo facilmente misurare che indichi solo definitivamente la vita, dice Byrne. Il metano è prodotto da molti tipi di batteri sulla Terra (compresi quelli che vivono nei bovini), ma è anche vomitato dai vulcani. L'ossigeno respirabile (sotto forma di O2) è stato creato dai primi cianobatteri della Terra, ma strane reazioni che coinvolgono la luce solare e un minerale chiamato titania produrlo anche su altri mondi.

Quando si tratta di Venere, questo sarà un dibattito che avremo negli anni a venire, afferma Olson. E questo perché nessun singolo indizio può essere una prova concreta della vita se non inviamo una missione per fare osservazioni dirette.

Ci sono cose che possiamo fare nel frattempo, dice Byrne. Ma finché non ci arriviamo, è fondamentalmente accademico. L'unico modo per rispondere a queste domande è andare lì.

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