据称磷油 - 生命指标 - 在金星上更容易是普通的二氧化硫

《水手10号》中的金星

1974年,使用来自海滨10宇宙飞船的数据编制的金星的图像。学分:NASA / JPL-CALTECH

9月,一支由英国天文学家领导的团队宣布他们检测到厚厚的云层中的化学膦金星。该小组报告的探测结果是基于两台地球上的射电望远镜的观测结果,令许多金星专家感到惊讶。地球大气中含有少量的磷化氢,它可能是生命产生的。金星上的磷化氢产生了嗡嗡声,这颗经常被简洁地吹捧为“地狱之景”的行星可能以某种方式在其酸性云中庇护生命。

自那个初步索赔以来,其他科学团队对膦探测的可靠性造成了疑问。现在,一支由研究人员领导的团队华盛顿大学已经使用了一个关于金星大气条件的稳健模型,重新考察并全面重新解释了射电望远镜的观测结果,这些观测结果是最初提出磷化氢声明的基础。正如他们在一篇被接受的论文中所报道的那样天体物理杂志,U.K.-LED组可能根本没有检测到膦。

“而不是金星云中的膦,数据与替代假设一致:他们正在检测二氧化硫,”一个天文学教授的UW教授维多利亚草地说。“二氧化硫是金星大气中的第三次常见的化合物,并且不被视为生命的迹象。”

新研究背后的团队还包括科学家美国宇航局基于CALTECH的喷气机推进实验室,NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTRORY,佐治亚州理工学院,NASA AMES研究中心和加州大学河畔。

金星夜间发光

这张图像显示了在热红外线发光的金星夜间,被日本的Akatsuki航天器捕获。信用:JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic

威斯康星大学领导的研究小组表明,在金星上可能存在的二氧化硫水平,不仅可以解释观测结果,而且更符合天文学家对金星大气层及其恶劣化学环境(包括硫酸云)的了解。此外,研究人员表明,初始信号起源于行星的云层,但远远远远超过它,在金星的大气层中,膦分子将在几秒钟内被破坏。这对硫磺产生了信号的假设提供了更多的支持。

据称磷化氢信号既是透明的磷化氢信号和对射频天文学数据中心的新解释。每种化合物吸收电磁波谱的独特波长,包括无线电波,X射线和可见光。天文学家使用行星中的无线电波,光线和其他排放来学习其化学成分,以及其他性质。

2017年,使用James Clerk Maxwell望远镜或JCMT,U.K. LED团队在266.94 Gigahertz的Venus发现了一个功能。二氧化硫和二氧化硫在该频率附近吸收无线电波。在两者之间区分,2019年,使用Atacama大毫米/亚颌骨阵列或者阿尔玛。它们对仅在二氧化硫吸收的频率下的Alma观测分析,其中结论,金星中的二氧化硫水平太低,不能考虑266.94千兆的信号,并且它必须替代来自膦。

在UW-LED集团的新研究中,研究人员通过在金星的氛围内建模的条件开始,并使用它作为全面解释所看到的特征的基础 - 在JCMT和ALMA数据集中。

“这就是所谓的辐射传输模型,它包含了几十年来从多个来源对金星的观测数据,包括地球上的天文台和金星快车这样的航天器任务,”主要作者安德鲁·林考斯基说,他是华盛顿大学天文部门的研究员。

该团队使用该模型来模拟金星大气不同级别的磷化氢和二氧化硫信号,以及这些信号将如何被JCMT和ALMA在2017年和2019年的配置中接收。研究小组报告说,根据JCMT接收到的266.94千兆赫的信号的形状,这种吸收不是来自金星的云层。相反,大多数观测到的信号都来自金星中层距地表50英里以上的地方。在那个高度,强烈的化学物质和紫外线辐射会在几秒钟内撕碎磷化氢分子。

“介质晶胞中的膦比金星云中的膦更脆弱,”草甸说。“If the JCMT signal were from phosphine in the mesosphere, then to account for the strength of the signal and the compound’s sub-second lifetime at that altitude, phosphine would have to be delivered to the mesosphere at about 100 times the rate that oxygen is pumped into Earth’s atmosphere by photosynthesis.”

研究人员还发现,ALMA数据可能显着低估了金星大气中的二氧化硫量,这是一个观察,即美国LED队伍已习惯于断言266.94-Gigahertz信号的大部分来自膦。

“The antenna configuration of ALMA at the time of the 2019 observations has an undesirable side effect: The signals from gases that can be found nearly everywhere in Venus’ atmosphere — like sulfur dioxide — give off weaker signals than gases distributed over a smaller scale,” said co-author Alex Akins, a researcher at the Jet Propulsion Laboratory.

这种被称为谱线稀释的现象不会影响JCMT的观测,从而导致低估了JCMT观测到的二氧化硫的数量。

林考斯基说:“他们推断,由于ALMA发出的人工微弱信号,他们对二氧化硫的探测很低。”“但我们的模型表明,经线稀释的ALMA数据仍然与典型的甚至大量的金星二氧化硫相一致,这可以完全解释观测到的JCMT信号。”

“当宣布这个新发现时,报道的低硫丰富有可能与我们已经了解的金星及其云,”草地说。“我们的新工作提供了一个完整的框架,显示了金星中间层中的二氧化硫量如何解释了JCMT和ALMA数据中的信号检测和非检测,而无需膦。”

世界各地的科学团队对云雾笼罩的地球邻居进行了最新观察,这项新研究为“一定有地质、化学或生物因素在云雾中产生磷化氢”的说法提供了另一种解释。但是,尽管这个信号似乎有一个更直接的解释——有毒的大气、令人骨头破碎的压力和太阳系中除太阳之外最高的温度——金星仍然是一个神秘的世界,还有很多东西有待我们去探索。

参考:“在金星的云中声称pH3的检测是与伴奏的云2“由Andrew P. Lincowski,维多利亚S. Meadows,David Crisp,Alex B. Akins,Edward W. Schwieterman,Giada N. Arney,Michael L. Wong,Paul G. Steffes,M. Niki Hareau和Shawn Domagal-Goldman,公认,天体物理杂志
arXiv: 2101.09837

额外的共同作者是大卫酥脆的JPL.,在UC Riverside的Edward Schwieterman,Giada Arney和Shawn Domagal-Goldman在戈达德太空飞行中心,UW研究员Michael Wong,Paul Steffes在乔治亚州理工学院和NASA AMES的Niki Hearau。该研究由美国国家航空航天局的天线毒理学计划提供资金,并在Nexss虚拟行星实验室进yabo124行。

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