Las dudas sobre una "posible señal de vida" en Venus muestran cómo funciona la ciencia
Más búsquedas de indicios de fosfina reportados han resultado vacías.
Por Lisa Grossman
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Venus, el vecino planeta de la Tierra, que se muestra aquí en la impresión de un artista, está bajo el microscopio después de un informe controvertido de fosfina en sus nubes. M. KORNMESSER / ESO, CALTECH / JPL / NASA |
Era una de esas historias "grande, si es verdadera". En septiembre, los científicos informaron que la atmósfera de Venus parece estar mezclada con fosfina, un posible signo de vida.
Ahora hay un énfasis creciente en el "si". A medida que los científicos revisan los datos detrás del anuncio de Venus y agregan otros conjuntos de datos a la mezcla, la afirmación original de cantidades inexplicables de fosfina se pone en duda. Y eso es algo bueno, dicen muchos científicos.
"Así es exactamente como debería funcionar la ciencia", dice el científico planetario Paul Byrne de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, quien estudia Venus pero no participó en ninguno de los artículos sobre fosfina. "Es demasiado pronto para decir de una forma u otra qué significa esta detección para Venus".
A continuación, se muestran más de cerca los esfuerzos para pasar de "si" a "verdadero":
El gran anuncio
El 14 de septiembre, la astrónoma Jane Greaves, de la Universidad de Cardiff en Gales y sus colegas informaron que habían visto signos de fosfina en las nubes de Venus utilizando dos telescopios diferentes. La fosfina parecía ser demasiado abundante para existir sin algún tipo de fuente que la reponga. Esa fuente podría ser extraños microbios que viven en las nubes, o alguna extraña química venusiana desconocida, dijo el equipo.
Greaves y sus colegas detectaron fosfina por primera vez con el telescopio James Clerk Maxwell, en Hawai, y siguieron con el poderoso conjunto de telescopios ALMA en Chile. Pero esos datos de ALMA, y en particular la forma en que se manejaron, ahora están siendo cuestionados.
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Los científicos utilizaron ALMA, un poderoso conjunto de radiotelescopios en Chile, para confirmar la detección de fosfina de Venus. Ahora esos datos están siendo cuestionados. ALMA (ESO, NAOJ, NRAO) |
Leyendo los datos: ¿Moléculas reales o meneos aleatorios?
Las observaciones clave de Venus fueron espectros o gráficos de la luz proveniente del planeta en un rango de longitudes de onda. Diferentes moléculas bloquean o absorben la luz en longitudes de onda específicas, por lo que la búsqueda de caídas en un espectro puede revelar las sustancias químicas en la atmósfera de un planeta.
La fosfina apareció como una caída en el espectro de Venus de aproximadamente 1,12 milímetros, una longitud de onda de luz que se pensaba que absorbía la molécula. Si el espectro de Venus pudiera trazarse como una línea recta en todas las longitudes de onda de la luz, la fosfina formaría un valle profundo en esa longitud de onda.
Pero los datos reales nunca son tan fáciles de leer. En la vida real, otras fuentes, desde la atmósfera de la Tierra hasta el funcionamiento interno del telescopio, introducen ondulaciones o "ruido" en esa bonita línea recta. Cuanto mayores son los meneos, menos creen los científicos que las inmersiones representan moléculas interesantes. Cualquier inmersión en particular podría ser, en cambio, un meneo aleatorio extra grande.
Ese problema empeora aún más cuando se mira un objeto brillante como Venus con un telescopio poderoso como ALMA, dice Martin Cordiner, astroquímico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Cordiner usa ALMA para observar otros objetos en el sistema solar. como Titán, la luna de Saturno, pero no participó en el trabajo de Venus.
“La razón por la que esos golpes y meneos están aquí es por el brillo intrínseco de Venus, lo que dificulta obtener una medición confiable”, dice Cordiner. "Podría pensar en ello como si estuviera deslumbrado por una luz brillante: si hay una luz brillante en su visión, entonces su capacidad para distinguir detalles más débiles se reduce".
Entonces, los astrónomos hacen algunas cosas diferentes para suavizar los datos y dejar que las señales reales brillen. Una estrategia es escribir una ecuación que describa las sacudidas causadas por el ruido. Luego, los científicos pueden restar esa ecuación de los datos para resaltar la señal que les interesa, como difuminar el fondo de una foto para dejar que el sujeto de un retrato resalte. Esa es una práctica estándar, dice Cordiner.
Pero es posible escribir una ecuación que se ajuste demasiado bien al ruido. La ecuación más simple que uno podría usar es simplemente una línea recta, también conocida como polinomio de primer orden, descrita por la ecuación y = mx + b. Un polinomio de segundo orden agrega un término con x al cuadrado, de tercer orden con x al cubo, y así sucesivamente.
Greaves y sus colegas usaron un polinomio de duodécimo orden, o una ecuación con doce términos (más una constante, el + b en la ecuación), para describir el ruido en sus datos de ALMA.
“Esa fue una señal de alerta de que esto debía analizarse con más detalle y que los resultados de ese ajuste polinomial podrían no ser confiables”, dice Cordiner. Llegar hasta la potencia de 12 podría significar que un investigador sustrae más ruido del que es realmente aleatorio, lo que le permite encontrar cosas en los datos que realmente no están allí.
Para ver si los investigadores estaban un poco exagerados en su ajuste polinomial, el astrofísico Ignas Snellen, de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, y sus colegas volvieron a aplicar la misma receta de reducción de ruido a los datos de ALMA en Venus y no encontraron ningún signo estadísticamente significativo de fosfina, informan en un artículo publicado en arXiv.org el 19 de octubre.
Luego, los investigadores probaron el mismo filtrado de ruido en otras partes del espectro de Venus, donde no deberían encontrarse moléculas interesantes. Encontraron cinco señales diferentes de moléculas que realmente no están allí.
"Nuestro análisis ... muestra que al menos un puñado de características espúreas se pueden obtener con su método, y por lo tanto [nosotros] concluimos que el análisis presentado no proporciona una base sólida para inferir la presencia de [fosfina] en la atmósfera de Venus", escribió el equipo.
Buscando otros datos y sin recibir ayuda todavía
Mientras tanto, los científicos de ALMA descubrieron un problema separado no especificado en los datos que se utilizaron para detectar la fosfina y tomaron esos datos del archivo público del observatorio para analizarlos y reprocesarlos, según un comunicado del Observatorio Europeo Austral, del cual ALMA es un parte.
"Esto no sucede muy a menudo", dice Martin Zwaan del Centro Regional ESO ALMA en Garching, Alemania, pero no es la primera vez. Cuando se descubren problemas, es una práctica estándar reprocesar los datos. “En muchos casos, no afecta significativamente el resultado científico”, dice Zwaan. "En el caso de la fosfina en Venus, este [resultado] aún no se ha establecido".
¿Qué pueden hacer los científicos mientras esperan? Una de las mejores formas de confirmar la fosfina es ver una señal equivalente en una longitud de onda diferente en el espectro de Venus. Desafortunadamente, las noticias tampoco son buenas allí. En un artículo que aparecerá en Astronomy & Astrophysics, la astrónoma Thérèse Encrenaz del Observatorio de París y sus colegas (incluidos Greaves y algunos otros autores del artículo original) analizaron los datos archivados de un espectrógrafo infrarrojo llamado TEXES que opera en Hawai. Esas observaciones podrían haber detectado fosfina en las cimas de las nubes de Venus, una parte del cielo más baja de lo que podía ver ALMA.
Greaves y sus colegas se habían acercado a Encrenaz para buscar fosfina en longitudes de onda infrarrojas antes de que saliera el artículo original, pero esas observaciones fueron canceladas por la pandemia de COVID-19. Entonces Encrenaz revisó los datos que había recopilado entre 2012 y 2015 y no encontró nada.
“Al nivel de las cimas de las nubes, no hay [fosfina] en absoluto”, dice Encrenaz. Eso no significa necesariamente que no haya fosfina más arriba en el cielo, simplemente no hay una explicación clara de cómo llegaría allí. “El razonamiento en el artículo de Jane Greaves fue que la fosfina provenía de las nubes”, dice Encrenaz. "Así que hay un gran problema".
"Así es como se ve la ciencia"
Todavía hay formas de que la fosfina de Venus se recupere. Si varía con el tiempo, por ejemplo, es posible que algunas veces los astrónomos miren y otras no. Sin embargo, es demasiado pronto para invocar ese escenario, dice Cordiner. "No tiene sentido hablar de la variabilidad temporal de una señal si no está allí".
Pero esto no es una crisis, dice Clara Sousa-Silva, astroquímica del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, y coautora del artículo original. Otros grupos que cuestionen el hallazgo "es completamente normal y lo que esperaba (no, quería) que suceda", escribió en un correo electrónico. "Esta suele ser una fase de un proyecto que disfruto, y espero que la gente se dé cuenta de que así es como se ve la ciencia".
El lado positivo de todo esto es que ha entusiasmado a la gente con Venus, dice Byrne, que es miembro del Grupo de Análisis de Exploración de Venus de la NASA.
"Estos documentos proporcionan mucho valor y una evaluación necesaria de estas extraordinarias afirmaciones", dice. “Al menos, ha arrojado luz sobre lo poco que entendemos sobre Venus. Y la única forma de obtener esas respuestas es si vamos a Venus".
Modificado por orbitaceromendoza
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