金星上的生命吗?科学家们对与其他行星上生命有关的分子有了更多的了解

金星夜间发光

这张图片显示了金星夜晚一面的热红外发光,是由日本的赤suki宇宙飞船拍摄的。信贷:JAXA /账户/飞镖/ Damia Bouic

为了确认其他行星上的生活,我们需要在其环境中检测更多的分子,而不是我们目前为排除非生物化学过程。

新南威尔士大学悉尼分校领导的一项研究显示,科学家们发现了近1000个大气分子的光谱特征,这些分子可能与磷化氢的产生或消耗有关,这为寻找其他行星上的生命提供了重大助力。

科学家们长期以来一直推测是磷化氢——一种由磷组成的化合物原子被三个氢原子包围(PH3.) - 如果在像我们自己的小岩石行星的大气中发现,可以表明生命的证据,其中它由细菌的生物活性产生。

所以,当去年的科学家国际团队声称有在金星的大气层中发现了磷化氢在美国,它提出了在另一个星球上发现生命的第一个证据的诱人前景——尽管是原始的单细胞物种。

但不是每个人都相信,一些科学家们质疑是否金星大气层中的磷化氢实际上是由生物活动产生的,或是否根本没有检测到磷化氢

现在,由新南威尔士大学悉尼分校的科学家们领导的一个国际团队为这项研究以及未来在其他星球上寻找生命做出了关键贡献,他们演示了如何在最初发现潜在的生物特征之后,再寻找相关分子。

在2021年4月8日发布的论文中,在杂志中天文学与空间科学的边疆,他们描述了该团队如何使用计算机算法生成一个包含958种含磷分子近似红外光谱条形码的数据库。

在金星上的生活

本研究小组成果总结图表。信贷:悉尼新南威尔士大学

外观和学习

新南威尔士大学化学学院的劳拉·麦克凯yabovip2021米什博士解释说,当科学家们寻找其他行星上生命的证据时,他们不需要进入太空,他们可以简单地用望远镜对准正在寻找的行星。

“为了识别行星的生活,我们需要光谱数据,”她说。

“通过正确的光谱数据,来自行星的光可以告诉你行星大气中的分子。”

磷是生命的基本元素,但到目前为止,天文学家只能找到一种多原子含磷分子,即磷化氢。

“磷化氢是一种非常有前途的生物信号,因为它只能通过自然过程以极低的浓度产生。然而,如果我们不能追踪它是如何产生或消耗的,我们就不能回答这个问题:这是不寻常的化学反应,还是小绿人在行星上制造磷化氢。”麦克凯米什博士说。yabovip2021

为了提供洞察力,McChemmish博士将一支大型跨学科团队汇集在一起​​,了解磷的方式如何在化学上,生物学和地质上表现,并询问如何通过大气分子远程研究。

“这项研究的伟大之处在于它把不同领域的科学家——化学、生物学、地质学——聚集在一起,解决了围绕在其他地方寻找生命的基本问题,而这些问题仅靠一个领域是无法回答的,”天体生物学家、该研究的合著者、yabovip2021yabo124副教授布伦丹·伯恩斯(Brendan Burns)说。

McChemmmish博士仍在继续:“在开始时,我们寻找哪些含磷分子 - 我们所谓的p分子 - 在大气中最重要,但它已知很少是已知的。因此,我们决定看一些可以在气相中找到的大量p分子,否则会被对红外光敏感的望远镜未被抑制的。“

新分子物种的条形码数据通常是一次分子生产的,麦克默斯博士说,这是一个经常需要数年的过程。但参与这项研究的团队使用了她所谓的“高通量计算量子化学”,以预测仅在几周内仅958分子的光谱。yabovip2021

“虽然这个新的数据集还没有精度为了实现新的检测,它可以通过突出多个分子种具有相似光谱条形码的可能性来帮助防止误差 - 例如,在低分辨率下,具有一些望远镜,水和醇可能无法区分。

“数据也可用于排列分子检测的容易程度。例如,逆向直观地,看地球的外星人天文学家会发现检测0.04%的CO更容易2在我们的气氛中比20%o2。这是因为一氧化碳2比氧吸收光强得多2——这实际上是导致地球上温室效应的原因。”

生命在外产上

无论关于争论关于存在膦的辩论的结果金星在地球上的大气和潜在的生命迹象,这对可以使用望远镜检测到的知识的最新外,在检测到在其他太阳系中的行星行星上的潜在生命迹象中是重要的。

McKemmish博士说:“我们观测系外行星并判断那里是否存在生命的唯一方法是使用望远镜收集的光谱数据,这是我们唯一的工具。”

“我们的论文提供了一种新的科学方法来跟踪潜在的生物特征的检测,并且与太阳系内外的天体化学研究相关,”McKemmish博士说。yabovip2021“进一步的研究将迅速提高数据的准确性,扩大考虑的分子范围,为其在未来的分子检测和鉴定中使用铺平道路。”

Chenoa Tremblay的同事和Csiro天文学家博士表示,该团队的贡献将是有益的,因为更强大的望远镜在不久的将来上市。

“这一信息出现在天文学的关键时刻,”她说。

“一个名为James Web Space Telescope的新红外望远镜将于今年晚些时候推出,比其前辈更敏感,覆盖更多的波长,而不是赫歇尔空间天文台。我们将以非常快速的速度需要此信息以识别数据中的新分子。“

她说,虽然该团队的工作重点是通过对红外光敏感的望远镜探测到分子的振动运动,但他们目前正在努力将这项技术扩展到无线电波长。

“这对当前和新望远镜等即将到来的平方公里阵列建造在西澳大利亚时期,这将是重要的。”

参考:“计算958含磷分子的红外光谱”胡安·c·萨帕塔特鲁希略Anna-Maree赛姆,Keiran n .罗·p·伯恩斯,Ebubekir美国克拉克,莫雅n .戈尔曼罗莉s·d·雅各布Panayioti Kapodistrias, David j .她Felix a . r .雷普瑞小姐克里斯•梅德柯拉夫特Jensen奥沙利文,埃文·g·罗伯逊,格鲁吉亚g .苏亚雷斯Luke Steller, Bronwyn L. Teece, Chenoa D. Tremblay, Clara Sousa-Silva和Laura K. McKemmish, 2021年4月8日,天文学和空间科学的前沿
DOI: 10.3389 / fspas.2021.639068

资助:澳大利亚研究委员会(DP160101792),国家计算基础设施(NCI Australia)

是第一个评论关于《金星生活》(Life on Venus) ?科学家们对与其他星球上生命有关的分子有了更多的了解。

留下你的评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。