Podcast CB SyR 285: Fosfano en Venus, agua en la Tierra, materia oscura y otras noticias

Por Francisco R. Villatoro, el 19 septiembre, 2020. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Biología • Ciencia • Noticias • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 2

He participado en el episodio 285 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep285: ¿Vida en Venus?; El Agua de la Tierra; Materia Oscura”, 17 sep 2020. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Embargos en artículos científicos (min 7:00); Fosfano en Venus y ¿vida? (16:30); El origen extraterrestre del agua en la Tierra (1:33:30); Materia oscura: Discrepancias entre observaciones y simulaciones de lente gravitacional (1:45:30); Cómo tendría que ser una teoría de gravedad sin materia oscura (2:04:00); Señales de los oyentes (2:24:00). Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una colaboración del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife con el Área de Investigación y la UC3 del Instituto de Astrofísica de Canarias».

Ir a descargar el episodio 285.

En la foto, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife, su director Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), y por videoconferencia Sara Robisco Cavite @SaraRC83, Jorge Pla-García @JorgePlaGarcia, y Francis Villatoro  @emulenews.

El vídeo de YouTube estará disponible completo durante unos días y luego será recortado, pues Coffee Break: Señal y Ruido es un podcast, no un canal de YouTube.

Tras la presentación, Héctor pasa a la noticia de la semana, la observación en la atmósfera de Venus de fosfano (también llamado fosfina, nombre obsoleto según la IUPAC). Héctor comenta que algunos medios se saltaron el embargo de la publicación (más sobre embargos en «Breve historia del embargo de artículos en revistas científicas», LCMF, 13 nov 2018). Jorge comenta que la definición estándar de biomarcador requiere que se trate de una molécula bioquímica (el fosfano no lo es) producida de forma unívoca por el metabolismo de los seres vivos; los «biomarcadores» que no cumplen esta condición son solo indicios, que generan muchas falsas alarmas.

Se ha publicado en Nature Astronomy que se ha observado fosfano (PH₃) en la atmósfera de Venus; ya se observó en las atmósferas de Júpiter y Saturno, habiendo indicios en algunos cometas, como 67P/Churyumov-Gerasimenko. La observación en planetas rocosos con una atmósfera templada se considera un «biomarcador». Los mecanismos abióticos más sencillos en la atmósfera venusiana para la producción de fosfano no permiten explicar toda la concentración observada (unas 20 ppb, partes por millardo). Pero se desconocen muchos detalles de la composición de la atmósfera venusiana, con lo que podría haber sustancias precursoras del fosfano que aún desconocemos. Futuras misiones espaciales tendrán que clarificar estas cuestiones y desvelar el origen del fosfano.

Se ha observado una línea espectral de absorción del fosfano (con longitud de onda de 1.123 mm) con dos instrumentos, por un lado el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT) en Hawaii, en junio de 2017, y por otro lado por ALMA en Atacama, Chile, en marzo de 2019. Solo se ha observado una línea de absorción, lo que ha generado dudas entre algunos expertos, porque hay una línea de absorción cercana del dióxido se azufre (confundir una línea con líneas cercanas es un error muy habitual cuando solo se detecta una línea en experimentos en Tierra, aunque en astrofísica muchas veces solo se puede observar una línea por limitaciones instrumentales).

Según Jorge hay un mecanismo abiótico que podría explicar el fosfano observado en Venus (más información en «Sobre la formación abiótica de fosfano (fosfina) en la atmósfera de Venus», LCMF, 19 sep 2020). Además, hay muchas críticas a la observación por parte de los expertos; un buen resumen en Derek Lowe, «Phosphine, Life, and Venus,» Blog, Science Translational Medicine (15 Sep 2020). Os animo a escuchar el podcast y os recuerdo que los artículos son Jane S. Greaves, Anita M. S. Richards, …, Jim Hoge, «Phosphine gas in the cloud decks of Venus,» Nature Astronomy (14 Sep 2020), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4arXiv:2009.06593 [astro-ph.EP] (14 Sep 2020); y William Bains, …, Jane S. Greaves, Anita M. S. Richards, «Phosphine on Venus Cannot be Explained by Conventional Processes,» Astrobiology (submitted), arXiv:2009.06499 [astro-ph.EP] (14 Sep 2020).

El origen de los océanos terrestres se pensaba que estaba en los cometas (que se pensaba que estaban hechos de hielo sucio); comenta Héctor que la línea de hielo (o de nieve) del Sistema Solar está ahora más allá del cinturón de asteroides, luego los cuerpos con agua (en forma de hielo) más numerosos están más allá del cinturón de asteroides; los cuerpos del cinturón y los meteoritos que nos llegan a la Tierra desde allí son cuerpos secos (como muy poco hielo de agua); sin embargo, que Ceres pueda tener agua en su interior ha revitalizado la idea de que su aporte sea relevante. Se publica en Science el análisis de 13 meteoritos de tipo condritas enstatíticas (que hasta ahora se creían secas, a diferencia de las condritas carbonáceas). Los planetesimales que dieron lugar a la Tierra se tuvieron que formar a una distancia menor del Sol, siendo entre un 80 % o 90 % condritas de enstatita (su mineral más abundante); el nuevo estudio indica que podrían contener hasta tres veces la masa de agua que hoy contienen los océanos.

Para estimarlo se midieron con precisión las concentraciones de deuterio (D = 2H) e hidrógeno (H = 1H); en concreto, los cocientes δD ≡ [(D/H)sample/(D/H)SMOW – 1] × 1000, donde SMOW (Standard Mean Ocean Water) es el valor medio en los océanos terrestres y sample es el valor en las muestras. Se estima a partir del viento solar que en el Sistema Solar primitivo el valor δD = –865 per mil (‰). Esta figura muestra el cociente para las condritas enstatíticas (EC), las condritas ordinarias (OC) y las condritas carbonáceas (CC); se compara con el valor del manto terrestre actual y el de la Tierra primitiva.

También se midió el contenido en en nitrógeno-15 (δ15N). La conclusión es que el bombardeo de meteoritos enstatíticos que nos trajo el agua de los océanos no pudo ocurrir demasiado pronto, no más tarde de hace unos 3800 millones de años, pues entonces el agua se habría evaporado. Así, las condritas enstatíticas pudieron traer el agua necesaria para la habitabilidad, pero las condritas carbonáceas, que contienen aminoácidos, ureas, purinas, etc., también fueron importantes para el origen de la vida; estas últimos pudieron aportar de un 5 % a un 10 % de agua y nitrógeno. La toma de muestras de asteroides para realizar mediciones precisas es necesaria para confirmar los resultados del nuevo estudio.

El artículo es Laurette Piani, Yves Marrocchi, …, Bernard Marty, «Earth’s water may have been inherited from material similar to enstatite chondrite meteorites,» Science 369: 1110-1113 (28 Aug 2020), doi: https://doi.org/10.1126/science.aba1948. Más información divulgativa en Anne H. Peslier, «The origins of water,» Science 369: 1058 (28 Aug 2020), doi: https://doi.org/10.1126/science.abc1338, y en español en Daniel Mediavilla, «El misterio del origen de los océanos terrestres», Materia, El País, 27 ago 2020.

Nos cuenta Héctor que se ha observasdo un exceso en la concentración de la materia oscura en 11 cúmulos galácticos gracias el efecto de lente gravitacional. En el modelo cosmológico de consenso la materia oscura fría no interacciona ni con la materia bariónica ni sí misma; así no se deberían observar concentraciones como las que parece haber observado el nuevo estudio de imágenes del telescopio espacial Hubble. Como comenta Héctor, la estimación de la distribución de masa a partir del efecto de lente gravitacional requiere resolver un problema inverso que está mal condicionado; en este artículo se ha usado el método LENSTOOL (echo en falta que se hubieran comparado sus resultados con los de otros software de análisis).

Lo que parece claro es que la observación requiere una explicación (quizás la introducción de algún tipo de autointeracción en la materia oscura). Pero queda mucho trabajo de investigación para lograr alcanzarla. El artículo es Massimo Meneghetti, Guido Davoli, …, Eros Vanzella, «An excess of small-scale gravitational lenses observed in galaxy clusters,» Science 369: 1347-1351 (11 Sep 2020), doi: https://doi.org/10.1126/science.aax5164, arXiv:2009.04471 [astro-ph.GA] (09 Sep 2020).

Héctor nos comenta un artículo que le ha sugerido Nacho Trujillo sobre el precio a pagar por abandonar la materia oscura y optar por una modificación de la gravitación. Si las ecuaciones dinámicas de una gravedad modificada son lineales (como sugieren las ideas de tipo MOND) se requiere un ajuste fino para explicar las obsevaciones cosmológicas de las oscilaciones bariónicas acústicas (BAO); por contra, si se recurre a efectos no lineales intensos aparecen características no gaussianas en las grandes escalas que no se observan en el fondo cósmico de microondas.

Así, ninguna propuesta actual de modificación de la gravitación parece cumplir con los requisitos necesarios para explicar las observaciones cosmológicas. Por supuesto, jóvenes astrofísicos y físicos gravitacionales tienen aquí una oportunidad para proponer ideas alternativas que puedan escapar a las restricciones impuestas por este artículo: Kris Pardo, David N. Spergel, «What is the price of abandoning dark matter? Cosmological constraints on alternative gravity theories,» arXiv:2007.00555 [astro-ph.CO] (01 Jul 2020), que tiene pinta de haber sido enviado a la revista JCAP (Journal of Cosmology and Astroparticle Physics).

Finalizamos con señales de los oyentes. ​Dani Dacalo pregunta «¿cómo es posible que ahora detectemos los fotones, ondas gravitacionales o neutrinos producidos en el big bang si ocurrió hace 13 800 millones de años?» La respuesta es que llevan ese tiempo viajando por el universo hasta llegar a nosotros. Rebufo77 pregunta «¿hay dificultades específicas para las sondas venusianas, por motivo de la radiación, por ejemplo?» Contesta Héctor que no es la radiación, sino las condiciones extremas de la superficie y atmósfera de Venus las que suponen las mayores dificultades. Finalmente, Profesor Retroman pregunta si «sería plausible pensar que la vida se produzca en las nubes de los planetas y propagarse por panspermia a planetas rocosos». No se fácil que la vida surja en la atmósfera, pues se requiere algún tipo de membrana o mecanismo de encapsulación que parece difícil que surja en un entorno aéreo; por otro lado, la propagación por panspermia es fácil para la vida en la superficie, donde impactan meteoritos que expulsan trozos hacia el espacio.

¡Qué disfrutes del podcast!



2 Comentarios

  1. Interesante. Lo de la panspermia siempre lo he visto como enviar un poco más atrás en el tiempo el origen, con más problemas que soluciones.

    Veo más razonable que la vida se cree in situ a que se cree en otro planeta, sobreviva a un evento cataclísmico capaz de lanzar pedazos al espacio, sobreviva en el espacio durante miles o millones de años, sobreviva a una reentrada, sobreviva al choque y sobreviva a las condiciones del nuevo planeta.

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