Nota de Imprensa

Descoberto possível marcador de vida em Vénus

14 de Setembro de 2020

Hoje uma equipa internacional de astrónomos anunciou a descoberta de uma molécula rara — fosfina, ou hidreto de fósforo — nas nuvens de Vénus. Na Terra, este gás só é fabricado de forma industrial ou por micróbios que se desenvolvem em ambientes anaeróbicos, ou seja, sem oxigénio. Há décadas que os astrónomos suspeitam que nas nuvens altas de Vénus poderão existir micróbios — vogando livremente e libertos da superfície abrasadora do planeta mas com capacidade para tolerar acidez muito elevada. A detecção de fosfina poderá apontar para uma tal vida “aérea” extraterrestre.

“Quando descobrimos os primeiros indícios de fosfina no espectro de Vénus, ficámos em choque!”, disse a líder da equipa Jane Greaves da Universidade de Cardiff no Reino Unido, a primeira a detectar sinais de fosfina em observações levadas a cabo com o Telescópio James Clerk Maxwell (JCMT), operado pelo Observatório do Leste Asiático no Havai. Para confirmar esta descoberta foram usadas 45 antenas do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, um telescópio muito mais sensível, do qual o ESO é parceiro. Ambas as infraestruturas observaram Vénus a um comprimento de onda de cerca de 1 milímetro, muito mais longo do que o que pode ser visto pelo olho humano — apenas telescópios colocados a grande altitude conseguem detectar estes comprimentos de onda de forma eficaz.

A equipa internacional, que inclui investigadores do Reino Unido, Estados Unidos e Japão, estima que existe fosfina, ou hidreto de fósforo (PH₃), em pequenas concentrações nas nuvens de Vénus, apenas cerca de 20 moléculas em cada milhar de milhão. No seguimento destas observações foram feitos cálculos para determinar se estas quantidades poderiam ter origem em processos naturais não biológicos existentes no planeta. Algumas ideias incluíam luz solar, minerais soprados da superfície para a atmosfera, vulcões ou relâmpagos, no entanto, concluiu-se que nenhum destes processos podia criar, nem de perto, a quantidade de fosfina observada; estas fontes não biológicas podem criar, no máximo, uma décima de milésima da quantidade de fosfina observada pelos telescópios em Vénus.

Segundo a equipa, para formar a quantidade de fosfina observada em Vénus, organismos terrestres teriam que trabalhar apenas a 10% do seu máximo de produtividade. Sabe-se que bactérias terrestres criam fosfina retirando fosfato de minerais ou material biológico, acrescentando hidrogénio e finalmente libertando fosfina. Qualquer organismo em Vénus será provavelmente muito diferente dos seus primos terrestres, mas também eles poderão ser a fonte de fosfina na atmosfera do planeta vizinho.

Apesar da descoberta de fosfina nas nuvens de Vénus ter surgido como uma surpresa, os investigadores estão confiantes da sua detecção. “Para nosso grande alívio, as condições eram as certas para a realização de observações de seguimento com o ALMA, uma vez que Vénus estava num ângulo adequado com a Terra. É verdade que o processamento dos dados foi complicado, já que o ALMA normalmente não procura efeitos subtis em objetos muito brilhantes como Vénus,” explica Anita Richards, membro da equipa a trabalhar no Centro Regional do ALMA no Reino Unido e na Universidade de Manchester. “No final, descobrimos que ambas as observações tinham visto a mesma coisa — absorção fraca no comprimento de onda certo para ser gás de fosfina, mesmo na região onde as moléculas são iluminadas por baixo por nuvens mais quentes situadas mais abaixo na atmosfera,” acrescenta Greaves, que liderou o estudo publicado hoje na revista Nature Astronomy.

Outro membro da equipa, Clara Sousa Silva do Massachusetts Institute of Technology nos Estados Unidos, investigou a fosfina como uma “bioassinatura” de gás de vida anaeróbica em planetas que orbitam outras estrelas, uma vez que a química normal não explica bem este fenómeno. “Descobrir fosfina em Vénus constituiu um verdadeiro bónus. A descoberta levanta muitas questões, tais como é que os organismos poderão sobreviver na atmosfera do planeta vizinho. Na Terra, alguns micróbios conseguem suportar até cerca de 5% de ácido no seu meio — mas as nuvens em Vénus são praticamente só constituídas por ácido,” comenta Clara.

A equipa acredita que esta descoberta é bastante significativa, uma vez que pode já descartar muitos outros processos alternativos de formação de fosfina, no entanto reconhece que para confirmar a presença de “vida” é ainda necessário muito trabalho. Apesar das temperaturas rondarem uns simpáticos 30º Celsius nas nuvens altas de Vénus, o meio é extremamente ácido — com cerca de 90% de ácido sulfúrico — o que coloca sérias dificuldades a quaisquer micróbios que aí tentem sobreviver.

Leonardo Testi, astrónomo do ESO e Gestor de Operações do ALMA na Europa, que não participou no estudo, disse: “A produção não biológica de fosfina em Vénus está excluída no que diz respeito ao nosso conhecimento atual da química da fosfina nas atmosferas de planetas rochosos. A confirmação de existência de vida na atmosfera de Vénus constituiria um enorme avanço em astrobiologia; é por isso essencial fazer o seguimento deste intrigante resultado com estudos teóricos e observacionais para excluir a possibilidade de que a fosfina em planetas rochosos possa ter também uma origem química diferente da da na Terra.”

Mais observações de Vénus e de outros planetas rochosos fora do nosso Sistema Solar, incluindo as obtidas com o futuro Extremely Large Telescope do ESO, poderão ajudar a juntar pistas de como a fosfina se forma nestes corpos e contribuir para a procura de sinais de vida para além da Terra.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus” publicado na revista Nature Astronomy.

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

Um artigo acompanhante, escrito por alguns do membros da equipa, intitulado “The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere”, foi publicado na revista Astrobiology em Agosto de 2020. Outro estudo relacionado levado a cabo por alguns destes mesmos autores, "Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres", foi publicado na revista Astrobiology em Janeiro de 2020.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

Com um diâmetro de 15 metros, o Telescópio James Clerk Maxwell (JCMT) é o maior telescópio astronómico de antena simples concebido especialmente para operar na região de comprimentos de onda do submilímetro do espectro electromagnético. O JCMT é usado para estudar o nosso Sistema Solar, poeira e gás interestelar e circunstelar, estrelas evoluídas e galáxias distantes. Encontra-se instalado na reserva científica de Maunakea, no Havai, a uma altitude de 4092 metros. O JCMT é operado pelo Observatório do Leste Asiático em prol do NAOJ; ASIAA; KASI; CAMS e pelo Programa Nacional Chave de Investigação & Desenvolvimento da China. Tem ainda financiamento adicional por parte do STFC e de universidades participantes do Reino Unido e do Canadá.

Links

• Artigo científico
• Fotografias do ALMA
• Fotografias do JCMT
• Nota de imprensa do ESO relacionada (Janeiro de 2020) — Astrónomos revelam linha interestelar de um dos blocos constituintes da vida: ALMA e Rosetta mapeiam viagem do fósforo
• Nota de imprensa da Royal Astronomical Society relacionada (Março de 2018) — Paucity of phosphorus hints at precarious path for extraterrestrial life
• Para cientistas: tem uma estória para nos contar? Fale-nos do seu trabalho de investigação

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

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

Clara Sousa Silva (study author)
Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, USA
Tel.: +1 617 253 6283
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Dave Clements (study author)
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Paul Rimmer (study author)
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William Bains (study author)
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2015, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.