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新的研究陈乐基月半小夜曲显示,金星上所谓的磷化氢更可能是普通的二氧化硫

天文学与空间 2022-07-06 00:01:05

作者:詹姆斯·厄顿,华盛顿大学 这张图片展示了金星在热红外下发光的夜晚,是由日本的晓宇宙飞船拍摄的

信用:JAXA/ISAS/飞镖/达米娅·布伊奇 9月,由英国天文学家领导的一个小组宣布,他们在金星厚厚的云层中发现了化学磷化氢

该小组报告的基于两个地球射电望远镜观测的探测让许多金星专家感到惊讶

地球大气中含有少量磷化氢,这可能是由生命产生的

金星上的磷化氢引发了人们的议论,认为这颗经常被简洁地吹捧为“地狱风景”的行星可能在它的酸性云层中以某种方式孕育生命

自从最初声明以来,其他科学小组对磷化氢检测的可靠性产生了怀疑

现在,由华盛顿大学的研究人员领导的一个小组已经使用了一个关于金星大气条件的可靠模型,来重新审视和综合解释最初磷化氢声明背后的射电望远镜观测结果

正如他们在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中所报道的那样,这篇论文发表于2007年1月15日

25到预印本网站arXiv,美国

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-领导的小组可能根本没有检测到磷化氢

“金星云层中没有磷化氢,这些数据与另一种假设一致:他们探测到了二氧化硫,”合著者、UW天文学教授维多利亚·梅多斯说

“二氧化硫是金星大气中第三常见的化合物,它不被认为是生命的标志

" 支持这项新研究的团队还包括美国国家航空航天局位于加州理工学院的喷气推进实验室、美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心、佐治亚理工学院、美国国家航空航天局埃姆斯研究中心和加州大学河滨分校的科学家

由UW领导的研究小组表明,二氧化硫的含量对金星来说似乎是合理的,不仅可以解释观测结果,而且与天文学家所知的该行星的大气及其恶劣的化学环境(包括硫酸云)更加一致

此外,研究人员表明,最初的信号不是来自这颗行星的云层,而是远在云层之上的金星大气层的上层,磷化氢分子将在几秒钟内被摧毁

这为二氧化硫产生信号的假设提供了更多支持

据称的磷化氢信号和射电天文学数据中心的新解释

每种化合物都吸收电磁波谱中独特的波长,包括无线电波、x光和可见光

天文学家利用来自行星的无线电波、光和其他辐射来了解它们的化学成分和其他特性

1974年,用水手10号宇宙飞船的数据编辑的金星图像

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 2017年,利用詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜或JCMT,美国

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一个由科学家领导的小组在金星266度的射电辐射中发现了一个特征

94千兆赫

磷化氢和二氧化硫都吸收该频率附近的无线电波

为了区分这两者,2019年,同一个团队使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)获得了金星的后续观测

他们在只有二氧化硫吸收的频率下对阿尔玛观测结果进行分析,得出结论,金星的二氧化硫水平太低,无法解释266的信号

94千兆赫,它一定是来自磷化氢

在这项由UW领导的小组进行的新研究中,研究人员从模拟金星大气中的条件开始,并以此为基础来全面解释在JCMT和阿尔玛数据集上看到的和没有看到的特征

“这就是众所周知的辐射传输模型,它综合了几十年来从多个来源对金星进行观测的数据,包括地球上的天文台和像金星快车这样的宇宙飞船任务,”UW天文学系的研究员安德鲁·林科夫斯基说

该团队使用该模型模拟了金星不同层次大气中磷化氢和二氧化硫的信号,以及JCMT和阿尔玛在2017年和2019年的配置中如何接收这些信号

基于266的形状

该小组报告说,JCMT接收到94千兆赫的信号,吸收不是来自金星的云层

相反,大部分观测到的信号来自于金星中间层表面50英里以上的地方

在那个高度,苛刻的化学物质和紫外线辐射会在几秒钟内撕碎磷化氢分子

“中间层的磷化氢甚至比金星云层中的磷化氢还要脆弱,”梅多斯说

“如果JCMT信号来自中间层的磷化氢,那么考虑到信号的强度和化合物在该高度的亚秒寿命,磷化氢必须以大约100倍于通过光合作用将氧气泵入地球大气层的速度被输送到中间层

" 研究人员还发现,阿尔玛数据可能大大低估了金星大气中二氧化硫的含量

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领导的团队曾断言,266

94千兆赫信号来自磷化氢

喷气推进实验室的研究员、合著者亚历克斯·阿金斯(Alex Akins)说:“2019年观测时,ALMA的天线配置有一个不良副作用:来自金星大气中几乎随处可见的气体(如二氧化硫)的信号比分布在较小范围内的气体发出的信号弱。”

这种被称为谱线稀释的现象不会影响JCMT观测,导致低估了JCMT观测到的二氧化硫量

“他们推断二氧化硫的检出率很低,因为阿尔玛发出了人为的微弱信号,”林科夫斯基说

“但是我们的模型表明,线稀释的阿尔玛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

" “当这一新发现被宣布时,报道的低二氧化硫丰度与我们已经知道的金星及其云层的情况不符,”梅多斯说

“我们的新工作提供了一个完整的框架,展示了在JCMT和阿尔玛数据中,金星中间层中典型的二氧化硫含量是如何在不需要磷化氢的情况下解释信号探测离子和未探测离子的

" 随着世界各地的科学团队对地球上被云覆盖的邻居进行新的观察,这项新的研究为在地质、化学或生物上一定有东西在云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、毁灭性的压力和太阳系中太阳之外的一些最热的温度——金星仍然是一个神秘的世界,还有很多有待我们去探索

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