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在火火兔官网金星的云层中探测到磷化氢是一件大事,以下是我们如何发现它是否真的是生命

天文学与空间 2022-03-19 00:01:15

保罗·金

伯恩,《对话》 金星的雷达镶嵌图像

信用:NASA

(同goverment)政府 9月10日

2020年10月14日,一颗新的行星被添加到太阳系潜在可居住世界的名单中:金星

磷化氢是一种有毒气体,由一个磷原子和三个氢原子组成(PH₃),通常由有机生命形式产生,但在岩石行星上很难制造,在金星大气层的中间层被发现

这增加了一种诱人的可能性,即我们的行星邻居身上有生物

随着这一发现,金星加入了火星和冰封卫星土卫二和木卫二的行列,这些行星可能曾经存在过生命,甚至可能今天仍然存在

我是一名行星科学家,有点像金星福音派

这一发现是在很长一段时间内关于金星最令人兴奋的发现之一,并为在太阳系寻找生命的进一步探索开辟了一系列新的可能性

大气之谜 首先,必须指出,这一发现并不意味着天文学家在金星云层中发现了外星生命

事实上,远非如此

尽管发现小组用两台不同的望远镜在金星上发现了磷化氢,这有助于确认最初的发现,但磷化氢气体可能来自几个与生命无关的过程,如闪电、流星撞击甚至火山活动

日本晓宇宙飞船在红外线中看到的金星

暖色来自炽热的低层大气,通过上面较冷的云层发光

信用:JAXA/ISAS/飞镖/达米娅·布伊奇

JAXA/ISAS/飞镖/达米娅·布伊奇 然而,在金星云层中探测到的磷化氢的数量似乎远远大于这些过程所能产生的数量,这使得研究小组排除了许多无机物质的可能性

但是我们对金星大气化学的了解非常缺乏:只有极少数的任务穿过了不适宜居住的、以二氧化碳为主的大气,在全球硫酸云层中取样

所以我们行星科学家面临着两种可能性:要么在金星云层中有某种生命,产生磷化氢,要么那里发生了无法解释和意想不到的化学反应

我们怎么找出是哪个? 首先,我们需要更多关于金星大气中PH₃丰度的信息,我们可以从地球上了解到一些情况

正如发现小组所做的那样,现有的能够探测金星周围磷化氢的望远镜可以用于后续观测,既可以明确证实最初的发现,也可以确定大气中PH₃的数量是否会随着时间而变化

与此同时,现在有一个巨大的机会来进行实验室工作,以更好地理解金星上可能发生的化学反应类型——目前我们对这些化学反应的信息非常有限

杜勒斯国际机场乌德瓦尔-朦胧中心的苏联织女星1号宇宙飞船模型

1985年,织女星1号携带一个气球去金星,在途中参观哈雷彗星

信用:达德罗 再一次走向缺口 但是对地球内外的测量只能让我们走这么远

为了真正触及这个谜的核心,我们需要回到金星

装有能够从轨道上探测磷化氢的光谱仪的宇宙飞船可以被派往第二颗行星,其明确的目的是确定磷化氢气体的位置和数量

因为宇宙飞船可以在金星轨道上存活很多年,所以我们可以用专用的轨道飞行器在比地球上的望远镜更长的时间内获得连续的观测

但是即使是轨道数据也不能告诉我们全部情况

为了完全掌握金星上发生的事情,我们必须真正进入大气层

这就是空中平台的用途

能够在大部分酸性云层上运行——那里的温度和压力几乎和地球一样——一次可以运行几个月,气球或飞翼可以在那里进行详细的大气成分测量

这些飞船甚至可以携带为寻找欧罗巴上的生命而开发的各种仪器

在那一点上,人类也许最终能够确定我们是否与金星人共享太阳系

金星空中平台的概念

两个相连的气球可以轮流充气,这样气球就可以控制它漂浮的高度

然后一个仪器包会悬挂在气球下面

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 金星探索的新曙光? 自从美国上一次向金星派出专门的任务以来,已经过去了31年

这种情况可能很快会改变,因为美国国家航空航天局考虑在2020年末进行四次针对金星的任务中的两次

一个名为“真理”的探测器将携带一个强大的雷达来窥视厚厚的云层,并返回前所未有的高分辨率地表图像

另一个名为“达芬奇+”的机器人将潜入大气层,在空气下降时对其进行采样,也许甚至能够嗅出任何磷化氢的存在

美国宇航局计划在2021年4月选择至少一个任务

我以前曾主张返回金星,并将继续这样做

即使没有这一最新的科学发现,金星也是一个引人注目的探索目标,有诱人的证据表明,这颗行星曾经有海洋,甚至可能在自己的火山爆发中遭受了地狱般的命运

但是随着在金星大气中探测到一种潜在的生物标记,我们现在又有了一个回到世界的主要原因,古希腊天文学家称之为磷——事实证明,这是一个非常有先见之明的金星名字

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