Sinais Promissores de Vida em Vénus Podem Não Existir

Novas análises sugerem que a deteção de gás fosfina nas nuvens de Vénus – um possível sinal de vida – pode dever-se a um incidente no processamento de dados.

Tuesday, October 27, 2020,
Por Nadia Drake
Esta fotografia colorida de Vénus foi captada no dia 14 de fevereiro de 1990 pela sonda ...

Esta fotografia colorida de Vénus foi captada no dia 14 de fevereiro de 1990 pela sonda Galileu, a uma distância de quase 2.7 milhões de quilómetros. A imagem foi colorida com um tom azulado para enfatizar os contrastes subtis nas nuvens.

Fotografia de NASA/JPL

Astrónomos descobriram recentemente um indício de que vida pode estar a flutuar nas nuvens que envolvem Vénus. Mas parece que esta procura por vida extraterrestre está longe de terminar, uma vez que as novas investigações já estão a questionar esta descoberta.

A deteção de gás fosfina na atmosfera de Vénus, anunciada no mês passado, desencadeou uma série de especulações sobre se o gás poderia estar a ser produzido por micróbios alienígenas num planeta para onde a NASA está a considerar enviar uma missão espacial. No entanto, três estudos independentes não conseguiram encontrar evidências de fosfina na atmosfera venusiana.

Um dos grupos de estudo usou observações de arquivo para procurar sinais do referido gás nas nuvens do planeta e não os encontrou.

“Eles estão a dizer que não encontram fosfina. Isto é realmente problemático”, diz Conor Nixon, cientista planetário do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA que não participou nesta análise. O estudo foi revisto por pares e aceite para publicação na Astronomy & Astrophysics.

Dois outros grupos de estudo reprocessaram os dados da equipa que fez a descoberta e também não conseguiram encontrar evidências de fosfina.

A deteção de um sinal ténue de uma molécula em específico noutro planeta é um processo complexo, e os autores do estudo original não estão surpreendidos que outros cientistas estejam a examinar o seu trabalho mais de perto.

“Isto é normal. É assim que a ciência funciona. Se fossem dados passíveis de observação a olho nu, a deteção de fosfina já teria acontecido há muito tempo”, afirma Clara Sousa-Silva, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, uma das autoras do estudo original. “Estou muito aliviada porque outras pessoas estão finalmente a olhar para estes dados para além de nós.”

Descoberta surpreendente
A deteção inicial, publicada em setembro na revista Nature Astronomy, descobriu que gás fosfina estava a flutuar através das espessas nuvens sulfúricas de Vénus, com uma quantidade mais de mil vezes superior à encontrada na atmosfera da Terra. Nos mundos rochosos, como Vénus e Terra, as condições não são consideradas extremas o suficiente para produzirem moléculas de fosfina na ausência de vida. Seria necessário algum tipo de metabolismo, ou um processo químico desconhecido, para explicar as enormes quantidades de gás fosfina detetadas na atmosfera venusiana. (Na Terra, há vários micróbios que produzem fosfina. Os humanos também a produzem, em laboratórios de metanfetaminas e na indústria de semicondutores.)

A equipa identificou fosfina recorrendo a dois instrumentos que observam ondas de rádio. Em 2017, Jane Greaves e colegas da Universidade de Cardiff descobriram o que poderia ser fosfina com o Telescópio James Clerk Maxwell (JCMT) no Havai. Mas essa observação precisava de confirmação e, em 2019, a equipa recorreu a um instrumento mais poderoso: o Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), uma rede de 66 antenas parabólicas no deserto chileno.

Nos dados do ALMA, a equipa encontrou um sinal fraco na frequência onde as moléculas de fosfina na atmosfera venusiana poderiam absorver energia, frequência conhecida por linha espectral. Se existisse realmente fosfina em Vénus nas enormes quantidades observadas, argumentou a equipa, a sua presença seria difícil de explicar se não fosse produzida biologicamente. (Uma nova reanálise dos dados recolhidos pela sonda Pioneer-Venus, que visitou Vénus em finais dos anos 1970, suportou provisoriamente a presença de fosfina, embora não a conseguisse confirmar.)

Porém, alguns cientistas tinham dúvidas. John Carpenter, cientista do Observatório ALMA, questionou a forma como os cientistas da equipa original analisaram os dados, sugerindo que os seus procedimentos podiam ter gerado sinais adulterados.

Para além disso, os astrónomos procuram geralmente a presença de linhas espectrais produzidas pela mesma molécula, para confirmar a sua presença – observações que a equipa não tinha.

“Será que a linha espectral está realmente lá, e será que é significativa?” pergunta Conor Nixon. “E se existir uma linha, será que é fosfina? E se for, será que é vida?”

Reanálise com outro telescópio
Quando a descoberta foi anunciada, a equipa ainda estava a tentar confirmar a deteção na forma de linhas espectrais que podiam ser observadas com telescópios de infravermelhos – observações que foram adiadas devido à pandemia de coronavírus. Agora, uma equipa diferente, incluindo Jane Greaves e Clara Sousa-Silva, ambas da equipa de deteção original, observou Vénus com dados de arquivo de um telescópio diferente, o Infrared Telescope Facility (IRTF) da NASA, no Havai.

As observações, feitas em 2015, não indicam um sinal forte de fosfina. Com a supervisão de Therese Encrenaz, do Observatório de Paris, os autores do estudo concluíram que os dados colocam o limite superior dos possíveis níveis de fosfina na atmosfera venusiana em cerca de um quarto da quantidade originalmente detetada. As observações também sugerem que qualquer fosfina precisaria de estar em altitudes acima das nuvens do planeta, algo que os astrónomos acreditam ser improvável porque o gás iria decompor-se muito depressa.

Clara Sousa-Silva refere que há várias explicações possíveis para a ausência de fosfina nas observações de infravermelhos. As quantidades de fosfina podem variar ao longo do tempo, ou as observações de infravermelhos podem não ter sondado as nuvens com profundidade suficiente para detetar o gás nos níveis relatados. Neste momento, a equipa não está propriamente de acordo sobre a altitude das medições observadas em infravermelhos.

“Eu acredito no trabalho de Therese Encrenaz e, portanto, não há fosfina – ali”, diz Clara. “Trata-se apenas de saber onde estamos a observar. Qual é a altitude que estamos a observar? E será que isso significa que estamos a sondar com profundidade suficiente, e será que não há fosfina porque nunca existiu? Ou será que significa que não há fosfina porque é variável? Ou significa que não investigámos tão profundamente quanto pensávamos?”

Outro olhar sobre os dados
Enquanto Therese e os membros da equipa da descoberta classificavam os dados do IRTF, duas outras equipas reprocessaram os dados originais usados na deteção. Nenhuma das novas análises independentes conseguiu encontrar vestígios credíveis do gás.

O primeiro grupo, composto por mais de duas dezenas de investigadores, não conseguiu encontrar evidências de fosfina nos dados do JCMT e do ALMA. O JCMT detetou uma linha espectral na frequência correta, mas a equipa sugere que isso pode ser explicado pelo dióxido de enxofre presente na atmosfera de Vénus, que gera uma linha espectral no mesmo lugar.

“É um gás bem conhecido em Vénus”, diz Conor. “Não é de todo controverso.”

Os dados do ALMA, que produzem observações de resolução extremamente elevada, foram mais complicados de analisar. Os objetos brilhantes e próximos, como Vénus, podem provocar problemas nas redes de telescópios ultrassensíveis como o ALMA. Para obter um sinal das observações de Vénus, os astrónomos tiveram de remover o ruído de rádio produzido pela atmosfera da Terra, por Vénus e até mesmo pelo equipamento do próprio observatório.

“É uma redução de dados muito complicada”, diz Bryan Butler, do Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA, que estuda objetos no sistema solar com o ALMA e trabalhou na nova análise. “Vénus é um objeto muito brilhante, é grande, e mesmo a deteção da linha, caso fosse real, era uma linha ténue.”

Para complicar ainda mais as coisas, o observatório ALMA identificou recentemente um erro no seu sistema de calibração que produziu um espectro de Vénus com muito ruído para Jane Greaves e colegas trabalharem. “Estes dados são confusos, ruidosos e delicados”, diz Clara Sousa-Silva. (O ALMA removeu os dados originais de arquivo de Vénus e está neste momento a reprocessá-los.)

Recorrendo a uma técnica chamada ajuste polinomial, a equipa da descoberta original procurou a linha espectral de fosfina removendo matematicamente o ruído de fundo em torno da região do espectro onde a fosfina devia estar. Em princípio, este tipo de análise permite aos astrónomos prever quais são as partes ruidosas das observações e quais são os sinais reais. Depois de a equipa ter suavizado o espectro, para remover o excesso de ruído, os astrónomos concluíram que o sinal de fosfina era significativo o suficiente para o denominarem de deteção.

Mas outros astrónomos estão céticos em relação ao processamento destes dados. Para extrair o sinal de fosfina de um conjunto de dados confuso, a equipa subtraiu o ruído de fundo usando um polinómio de grau elevado, o que significa que usaram mais variáveis do que o normal para modelar os dados. Para além disso, a equipa modelou o ruído de fundo observando porções do espectro fora da área onde esperavam encontrar um sinal de fosfina – um método que normalmente evita que ruído desconhecido obscureça um possível sinal. No entanto, a combinação de um polinómio de grau elevado com um conjunto de dados ruidoso possibilita a criação artificial de um sinal falso.

“É possível melhorar o ajuste de um conjunto de dados adicionando mais variáveis, mas é preciso definir uma métrica que nos diga quando devemos parar”, diz Meredith MacGregor, astrónoma da Universidade do Colorado, em Boulder. “Num determinado momento, acabamos por encaixar ruídos e inflacionar sinais que não são reais.”

Bryan Butler descarregou os dados do ALMA e começou do zero, refez algumas das calibrações iniciais e, de seguida, processou os dados como faria normalmente. E não encontrou evidências de fosfina no espectro do planeta.

“Usei apenas aquilo que, de acordo com a minha experiência, são as melhores práticas para reduzir este tipo de dados”, diz Bryan. “Se não usarmos o mesmo processo que eles usaram, não conseguimos obter esta característica [da fosfina].” Para além disso, quando os colegas de Bryan trataram os dados com os mesmos métodos utilizados pela equipa de deteção original, descobriram que o ajuste polinomial podia produzir linhas espectrais falsas.

Outra análise dos dados do ALMA, liderada por Ignas Snellen e colegas do Observatório de Leiden, também não conseguiu encontrar quaisquer sinais de fosfina. Esta equipa também afirma que o ajuste polinomial de grau elevado pode criar várias linhas espectrais adulteradas.

“Eles mostraram que este processo de ajuste pode ser realmente problemático”, diz Conor Nixon. “É muito temperamental e pode produzir características com a mesma facilidade com que as consegue remover. No final, não temos a certeza do que estamos a observar.”

Jane Greaves e a sua equipa não quiseram comentar as novas análises do ALMA até que o observatório tenha a possibilidade de reprocessar os dados.

Pesquisa em andamento
Muitos astrónomos dizem que estas tentativas de confirmação de fosfina são exatamente como a ciência deve funcionar. A replicação independente de dados não é tão comum como deveria, embora seja uma parte fundamental na verificação de descobertas. Uma determinação final para a presença de fosfina em Vénus vai ter de aguardar até que as novas análises sejam revistas por pares e publicadas – e escrutinadas – e talvez tenham de esperar por observações adicionais do planeta.

“Precisamos de observações de acompanhamento, para não dependermos de alguns conjuntos de dados bastante ruidosos”, diz Clara Sousa-Silva. “A lição a retirar é a de que precisamos de mais análises e mais dados.”

Os investigadores estão confiantes de que irão chegar ao fundo da questão da fosfina. “Acredito que a ciência é autocorretiva e, idealmente, nos dias que correm, com a internet e assim por diante, não iremos demorar anos a corrigir as coisas”, diz Conor Nixon.

Alegações extraordinárias exigem evidências extraordinárias. “Se este resultado estiver errado”, diz Bryan Butler, “não será o primeiro”.


Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com.

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