En septembre, une équipe dirigée par des astronomes du Royaume-Uni a annoncé avoir détecté la phosphine chimique dans les épais nuages ​​de Vénus. La détection signalée par l'équipe, sur la base des observations de deux radiotélescopes terrestres, surpris de nombreux experts de Vénus. L'atmosphère terrestre contient de petites quantités de phosphine, qui peut être produit par la vie. Phosphine sur Vénus a généré le buzz que la planète, souvent succinctement présenté comme un "paysage infernal, " pourrait en quelque sorte abriter la vie dans ses nuages ​​acides.

Depuis cette demande initiale, d'autres équipes scientifiques ont mis en doute la fiabilité de la détection de la phosphine. Maintenant, une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université de Washington a utilisé un modèle robuste des conditions dans l'atmosphère de Vénus pour revisiter et réinterpréter de manière exhaustive les observations du radiotélescope sous-jacentes à la revendication initiale de la phosphine. Comme ils le rapportent dans un document accepté pour Le Journal d'Astrophysique et posté le 25 janvier sur le site de préimpression arXiv, le groupe dirigé par le Royaume-Uni ne détectait probablement pas du tout la phosphine.

"Au lieu de phosphine dans les nuages ​​de Vénus, les données sont cohérentes avec une hypothèse alternative :ils détectaient du dioxyde de soufre, " a déclaré la co-auteur Victoria Meadows, un professeur d'astronomie de l'UW. "Le dioxyde de soufre est le troisième composé chimique le plus répandu dans l'atmosphère de Vénus, et ce n'est pas considéré comme un signe de vie."

L'équipe à l'origine de la nouvelle étude comprend également des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, basé à Caltech, le centre de vol spatial Goddard de la NASA, l'Institut de technologie de Géorgie, le NASA Ames Research Center et l'Université de Californie, Bord de rivière.

L'équipe dirigée par UW montre que le dioxyde de soufre, à des niveaux plausibles pour Vénus, peut non seulement expliquer les observations, mais est également plus cohérent avec ce que les astronomes savent de l'atmosphère de la planète et de son environnement chimique punitif, qui comprend des nuages ​​d'acide sulfurique. En outre, les chercheurs montrent que le signal initial n'est pas originaire de la couche nuageuse de la planète, mais bien au-dessus, dans une couche supérieure de l'atmosphère de Vénus où les molécules de phosphine seraient détruites en quelques secondes. Cela renforce l'hypothèse selon laquelle le dioxyde de soufre a produit le signal.

A la fois le prétendu signal de phosphine et cette nouvelle interprétation du centre de données sur la radioastronomie. Chaque composé chimique absorbe des longueurs d'onde uniques du spectre électromagnétique, qui comprend les ondes radio, Rayons X et lumière visible. Les astronomes utilisent des ondes radio, lumière et autres émissions des planètes pour connaître leur composition chimique, entre autres propriétés.

En 2017, en utilisant le télescope James Clerk Maxwell, ou JCMT, l'équipe dirigée par le Royaume-Uni a découvert une caractéristique dans les émissions radio de Vénus à 266,94 gigahertz. La phosphine et le dioxyde de soufre absorbent les ondes radio proches de cette fréquence. Pour différencier les deux, en 2019, la même équipe a obtenu des observations de suivi de Vénus à l'aide de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA. Leur analyse des observations ALMA à des fréquences où seul le dioxyde de soufre absorbe a conduit l'équipe à conclure que les niveaux de dioxyde de soufre dans Vénus étaient trop faibles pour expliquer le signal à 266,94 gigahertz, et qu'il doit plutôt provenir de la phosphine.

Dans cette nouvelle étude du groupe dirigé par UW, les chercheurs ont commencé par modéliser les conditions dans l'atmosphère de Vénus, et en utilisant cela comme base pour interpréter de manière exhaustive les caractéristiques qui ont été vues – et non vues – dans les jeux de données JCMT et ALMA.

"C'est ce qu'on appelle un modèle de transfert radiatif, et il intègre des données de plusieurs décennies d'observations de Vénus provenant de sources multiples, y compris des observatoires ici sur Terre et des missions spatiales comme Venus Express, " a déclaré l'auteur principal Andrew Lincowski, chercheur au département d'astronomie de l'UW.

L'équipe a utilisé ce modèle pour simuler les signaux de la phosphine et du dioxyde de soufre pour différents niveaux de l'atmosphère de Vénus, et comment ces signaux seraient captés par la JCMT et l'ALMA dans leurs configurations 2017 et 2019. Sur la base de la forme du signal de 266,94 gigahertz capté par le JCMT, l'absorption ne venait pas de la couche nuageuse de Vénus, les rapports de l'équipe. Au lieu, la plupart du signal observé provenait d'environ 50 milles ou plus au-dessus de la surface, dans la mésosphère de Vénus. A cette altitude, les produits chimiques agressifs et les rayons ultraviolets déchiquetteraient les molécules de phosphine en quelques secondes.

"La phosphine dans la mésosphère est encore plus fragile que la phosphine dans les nuages ​​de Vénus, " dit Meadows. " Si le signal JCMT provenait de la phosphine dans la mésosphère, puis pour tenir compte de la force du signal et de la durée de vie inférieure à la seconde du composé à cette altitude, la phosphine devrait être délivrée dans la mésosphère à environ 100 fois le taux d'oxygène pompé dans l'atmosphère terrestre par photosynthèse."

Les chercheurs ont également découvert que les données d'ALMA sous-estimaient probablement considérablement la quantité de dioxyde de soufre dans l'atmosphère de Vénus, une observation que l'équipe dirigée par le Royaume-Uni avait utilisée pour affirmer que la majeure partie du signal de 266,94 gigahertz provenait de la phosphine.

« La configuration de l'antenne d'ALMA au moment des observations de 2019 a un effet secondaire indésirable :les signaux des gaz que l'on peut trouver presque partout dans l'atmosphère de Vénus, comme le dioxyde de soufre, émettent des signaux plus faibles que les gaz distribués à plus petite échelle, " a déclaré le co-auteur Alex Akins, chercheur au Jet Propulsion Laboratory.

Ce phénomène, connu sous le nom de dilution de raie spectrale, n'aurait pas affecté les observations de la JCMT, conduisant à une sous-estimation de la quantité de dioxyde de soufre observée par le JCMT.

"Ils ont déduit une faible détection de dioxyde de soufre à cause de ce signal artificiellement faible d'ALMA, " a déclaré Lincowski. " Mais notre modélisation suggère que les données ALMA diluées en ligne auraient toujours été cohérentes avec des quantités typiques ou même importantes de dioxyde de soufre de Vénus, ce qui pourrait expliquer pleinement le signal JCMT observé."

"Lorsque cette nouvelle découverte a été annoncée, la faible abondance de dioxyde de soufre signalée était en contradiction avec ce que nous savons déjà sur Vénus et ses nuages, " a déclaré Meadows. " Notre nouveau travail fournit un cadre complet qui montre comment des quantités typiques de dioxyde de soufre dans la mésosphère de Vénus peuvent expliquer à la fois les détections de signaux, et les non-détections, dans les données JCMT et ALMA, sans avoir besoin de phosphine."

Avec des équipes scientifiques du monde entier faisant le suivi de nouvelles observations du voisin entouré de nuages ​​de la Terre, cette nouvelle étude fournit une explication alternative à l'affirmation selon laquelle quelque chose géologiquement, chimiquement ou biologiquement doit générer de la phosphine dans les nuages. Mais bien que ce signal semble avoir une explication plus simple - avec une atmosphère toxique, pression écrasante des os et certaines des températures les plus chaudes de notre système solaire en dehors du soleil - Vénus reste un monde de mystères, il nous reste beaucoup à explorer.