BELLEVUE, Wash. - Fosfine, een vreselijk ruikend gas dat giftig is voor het leven op aarde, kan het bestaan signaleren van buitenaardse levensvormen elders in het universum. Waarom zulke E.T. het gas zou produceren is nog steeds speculatief, maar ze zouden het kunnen gebruiken als een vorm van cellulaire communicatie.
In de zoektocht naar leven in de kosmos, "is het geen voor de hand liggende keuze", zei Clara Sousa-Silva, een postdoctorale medewerker van de moleculaire astrofysica aan het MIT, tijdens een lezing die gisteren (24 juni) werd gepresenteerd hier op de Astrobiology Science Conference. Ten eerste is fosfine hier op aarde een 'uiterst brandbaar, ongelooflijk giftig, buitensporig stinkend molecuul'.
Het is zo reactief en vereist zoveel energie dat het niet de voorkeur geniet van het leven op onze planeet en dat het eigenlijk nergens te vinden is, zei ze. Toch wordt het overal in onze wereld in kleine hoeveelheden aangetroffen.
Sporen van dit gas zijn te vinden in rioolwater, moerassen, de darmkanalen van vissen en baby's, in rijstvelden en in de uitwerpselen van pinguïns. Maar al deze locaties hebben iets gemeen: ze hebben geen zuurstof.
Fosfine reageert wanneer het wordt blootgesteld aan zuurstof en verstoort het vermogen van cellen om zuurstof te gebruiken om energie op te wekken. 'Het is alleen de relatie van fosfine met het zuurstofmetabolisme die het zo giftig maakt', zei Sousa-Silva. (Zozeer zelfs dat het tijdens WO I als chemisch wapen werd gebruikt). In zuurstofvrije omgevingen is 'fosfine niet zo slecht'.
Een ander leven op verre zuurstofvrije planeten 'zou graag fosfine kunnen produceren', zei ze. Hier op aarde produceren micro-organismen in zuurstofvrije omgevingen fosfine, hoewel het onbekend is hoe en waarom ze daar zoveel energie aan besteden, vertelde Sousa-Silva aan WordsSideKick.com.
Ze speculeert dat het leven mogelijk fosfine gebruikt voor verdediging, om metalen te vangen voor biochemische processen of om met andere cellen te communiceren, zei ze. Bovendien produceren grotere levensvormen (zoals mensen) kleine stukjes fosfine in de atmosfeer door middel van insecticiden en activiteiten zoals de productie van methamfetamine.
Dus Sousa-Silva en haar team wilden zien hoe aannemelijk het zou zijn om fosfine op verschillende exoplaneten te detecteren. Ze simuleerden fosfineproductie, overleving en vernietiging op verschillende exoplaneten - en ontdekten dat ze onder bepaalde omstandigheden inderdaad de aanwezigheid van fosfine konden detecteren door te meten hoe het in wisselwerking staat met licht.
Hun gegevens suggereerden dat dit gas detecteerbaar zou kunnen zijn als het wereldwijd wordt geproduceerd in concentraties die vergelijkbaar zijn met die in de atmosfeer van zuurstofarme ecosystemen op aarde, zoals afvalwaterzuiveringsinstallaties.
Bovendien ontdekten ze dat fosfine geen 'vals-positieven' zou geven. Soms kunnen niet-levende fenomenen (zoals bliksem) of geologische structuren (zoals vulkanen) gassen zoals methaan of moleculen die levende organismen produceren afgeven, waardoor astrofysici voor de gek worden gehouden.
'Het lijkt erop dat elke detecteerbare hoeveelheid fosfine op een rotsachtige, gematigde exoplaneet alleen door het leven kan worden geproduceerd', zei ze. Hun simulaties toonden onder meer bliksem en vulkanen kunnen zeer kleine hoeveelheden fosfine produceren, die verwaarloosbaar en niet detecteerbaar zijn.
Stel je een nat, zuurstofvrij 'tropisch paradijs voor, van paal tot paal', zei ze. 'Deze planeet kan mogelijk enorme hoeveelheden fosfine produceren.' De buitenaardse levensvormen op die planeet zouden onze zuurstofrijke wereld waarschijnlijk super onaantrekkelijk vinden, voegde ze eraan toe. 'Het leven kan van zuurstof houden of van fosfine houden, maar het kan nooit van beide houden.'
De werkelijke kans dat een planeet zoveel fosfine zal produceren om detecteerbaar te zijn, is echter nog steeds vrij laag, zei ze. Dat komt omdat fosfine veel energie nodig heeft om te maken en het fosfor (een van de elementen waaruit het is gemaakt) waarschijnlijk op geen enkele planeet in grote hoeveelheden wordt aangetroffen, voegde ze eraan toe. Maar "alleen omdat een molecuul in kleine hoeveelheden voorkomt en dus een kleine impact heeft op de, betekent dit niet dat je er niet naar moet zoeken."
Jihua Hao, een postdoctorale kandidaat aan de universiteit Claude Bernand Lyon in Frankrijk, die geen deel uitmaakte van de studie maar de lezing bijwoonde, was het daarmee eens. "Ik weet niet hoeveel de drempel zal bereiken om te worden gedetecteerd", vertelde Hao aan WordsSideKick.com. Maar 'het is een veelbelovende handtekening'.
Elisha Moore, assistent-professor aan Rowan University, die ook geen deel uitmaakte van de studie maar de lezing bijwoonde, vindt dat we in combinatie naar meerdere biosignaturen moeten zoeken. 'Het klinkt heel interessant ... vooral als je het zou kunnen detecteren en het zou kunnen koppelen aan andere potentiële biosignatuurgassen', zei Moore.
Inderdaad, dit potentiële doelwit is slechts een van de meer dan 16.000 potentiële moleculen die als levenssignalen kunnen dienen, zei Sousa-Silva. 'Ik weet dat we geen favorieten moeten spelen met biosignatuurgassen, maar als we dat zouden doen, hoop ik je te overtuigen om' teamfosfine 'te zijn.'
De bevindingen worden gepubliceerd in een aankomend nummer van het tijdschrift Astrobiology.
