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Astrobiologen rätselnAusserirdisches Leben auf der Venus?

Weltallforscher haben in der Atmosphäre unseres Nachbarplaneten ein seltenes Molekül entdeckt. Sein Ursprung könnte biologischer Natur sein.

Hier herrschen Temperaturen von bis zu 450 Grad Celsius: Computersimulation der Venusoberfläche.
Hier herrschen Temperaturen von bis zu 450 Grad Celsius: Computersimulation der Venusoberfläche.
Foto: NASA

Schon seit Jahrzehnten spekulieren Astronomen darüber, dass die säurehaltigen Wolken des Planeten Venus eine Heimat für Mikroben sein könnten. Nun hat ein internationales Forscherteam dort das seltene Molekül Monophosphan entdeckt. Auf der Erde wird Gas aus diesen Molekülen nur industriell oder von Mikroben produziert, die in sauerstofffreier Umgebung gedeihen. In der Atmosphäre der Venus liefert das Gas einen Hinweis, dass möglicherweise primitives Leben vor Ort vorhanden sein könnte. Ebenso könnte aber ein bisher unbekannter, von Licht mit Energie versorgter chemischer Prozess in der Atmosphäre der Venus oder ein geochemischer Prozess im Boden des Gesteinsplaneten dafür verantwortlich sein.

«Das ist eine tolle Entdeckung», sagt der Astrophysiker Sascha Quanz von der ETH Zürich, der nicht an der Studie beteiligt ist, aber zu extraterrestrischem Leben forscht. «Monophosphan gilt seit einigen Jahren als ein sehr interessanter Kandidat einer Biosignatur, der in sauerstofffreien Atmosphären vorkommen kann.» Man habe das Gas mithilfe von Simulationen aber eher in Zusammenhang mit Atmosphären von grossen erdähnlichen Exoplaneten untersucht, die eine von Wasserstoff und Helium dominierte Atmosphäre haben. Die Atmosphäre der Venus besteht indes zu 96 Prozent aus Kohlendioxid. «Die Entdeckung von Monophosphan bei der Venus ist insofern eine Überraschung», sagt Quanz.

Gibt es Leben auf der Venus? Ein internationales Team von Astronomen gab am Montag die Entdeckung eines seltenen Moleküls in den Wolken der Venus bekannt.

Nicht biologische Quellen liefern keine Erklärung

Wie das Team um die britische Astronomin Jane Greaves im Fachmagazin «Nature Astronomy» berichtet, liegt Monophosphan in den Wolken der Venus in einer geringen Konzentration von rund 20 Molekülen pro Milliarde Moleküle vor. In ihrer Studie klappern die Forscher alle möglichen nicht biologischen Erklärungen für das Auftreten dieses Gases in der entsprechenden Konzentration ab: Quellen auf der Oberfläche der Venus, Mikrometeoriten, Blitze, Vulkane und chemische Reaktionen in den Wolken. Doch diese nicht biologischen Quellen können höchstens ein Zehntausendstel der Menge an Monophosphan ausmachen, die mithilfe von zwei Radioteleskopen nachgewiesen wurden: dem James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) auf Hawaii und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) in den chilenischen Anden.

Sie haben Monophosphan auf der Venus nachgewiesen: Radioteleskop Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in den chilenischen Anden.
Sie haben Monophosphan auf der Venus nachgewiesen: Radioteleskop Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in den chilenischen Anden.
Foto: C. Malin (ESO)

Auf der Erde stellen Bakterien Monophosphan her, indem sie Phosphat aus Mineralien oder biologischem Material aufnehmen und Wasserstoff hinzufügen. Schliesslich stossen sie es als Monophosphan aus, ein Molekül aus einem Phosphor- und drei Wasserstoffatomen.

Zwar sind die Bedingungen auf der Oberfläche der Venus sehr lebensfeindlich. Dort herrschen Temperaturen um 450 Grad Celsius. Aber in der obersten Wolkendecke in 53 bis 62 Kilometer Höhe liegen die Temperaturen zwischen 0 und 100 Grad Celsius. Es herrscht ein Druck wie auf dem Erdboden. Und es gibt Wasser. Nur sind die Wolken sehr sauer. Das wirft die Fragen auf, wie etwaige Organismen dort überleben könnten. Auf der Erde können einige Mikroben bis zu etwa fünf Prozent Säure in ihrer Umgebung vertragen – aber die Tröpfchen in den Wolken der Venus bestehen zu rund 75 Prozent aus Schwefelsäure.

Weitere Beobachtungen und Modellrechnungen nötig

Unter solchen Bedingungen wird Monophosphan schnell zerstört und sollte sich nicht nachweisen lassen – es sei denn, es wird ständig nachgeliefert. «Die Detektion von Monophosphan sieht robust aus», sagt Quanz. «Die Hoffnung wäre, dass man die Entdeckung bei kürzeren Wellenlängen, im Infrarotlicht, bestätigen kann.» Das könnte zum Beispiel mit dem Very Large Telescope (VLT) in Chile gelingen oder mit dem voraussichtlich 2025 in Betrieb gehenden Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte, ebenfalls in Chile.

Soll ab 2025 helfen, die Existenz von Monophosphan auf der Venus zu untersuchen: Das Extremely Large Telescope (ELT) in einer Visualisierung.
Soll ab 2025 helfen, die Existenz von Monophosphan auf der Venus zu untersuchen: Das Extremely Large Telescope (ELT) in einer Visualisierung.
Foto: L. Calçada (ESO)

Die Interpretation der Resultate ist natürlich eine Herausforderung. So haben die Studienautorinnen bei einer Pressekonferenz mehrfach betont, dass sie kein Leben auf der Venus nachgewiesen hätten. Vielmehr gebe es interessante Hinweise, dass es Leben geben könnte. Mehr aber auch nicht. Weitere Beobachtungen und Modellrechnungen seien nötig, um den Ursprung von Monophosphan in der Atmosphäre der Venus zu untersuchen.

«Auch wenn alle bekannten Wege, die zur Entstehung von Monophosphan führen, untersucht wurden und die von ihnen produzierte Menge nicht ausreicht, so kann es sein, dass es Reaktionswege gibt, die bisher nicht bekannt waren», sagt Quanz. «In jedem Fall wird diese Entdeckung viel Motivation bringen, um systematisch nach Biosignaturen oder nach deren Abwesenheit zu suchen. Mögliche Raumfahrtmissionen zur Venus haben nun eine neue, höchst spannende Forschungsfrage bekommen.»