金星中磷化氢的检测’云很重要

这里’s我们如何找出是否’s a sign of life.

块状黄褐色球。

金星的雷达马赛克图像。图片通过 美国宇航局.

通过 保罗·伯恩, 北卡罗来纳州立大学

2020年9月14日,太阳系中一个潜在的宜居世界增加了一个新行星:金星。

是由一个磷和三个氢原子(PH3)组成的有毒气体, 通常由有机生命形式产生 但否则很难在岩石行星上制造, 被发现在金星大气层的中层。 这增加了我们星球邻居上还存在某种生命的诱人可能性。有了这个发现,金星就加入了火星以及冰冷的卫星恩克拉多斯和欧罗巴的崇高行列,这些行星可能曾经存在过生命,或者也许直到今天仍然存在。

我是行星科学家, 金星福音派。这项发现是很长时间以来金星最令人兴奋的发现之一,并为进一步探索以寻找太阳系中的生命开辟了新的可能性。

一部分的与昏暗的黄色和蓝色云彩的行星。

日本明月号太空船在红外线中看到的金星。温暖的颜色来自炽热的低层大气,它们穿过上方的凉爽云层发光。图片通过 JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic.

大气之谜

首先,必须指出这一发现并不意味着天文学家已经在金星的云层中发现了外星生命。事实并非如此。

尽管发现小组在金星处发现了膦 用两个不同的望远镜为了确认最初的检测结果,磷化氢气体可能来自与生命无关的多个过程,例如闪电,流星撞击或什至是火山活动。

但是,在维纳斯云中检测到的磷化氢数量似乎远远大于这些过程能够生成的磷光体,从而使研究小组能够 排除 许多无机的可能性。但是我们对金星大气化学的理解非常缺乏:只有少数几项任务已经通过了这种荒凉的环境, 二氧化碳为主的气氛 在全球范围内进行抽样 硫酸云.

因此,我们的行星科学家面临着两种可能性:要么在金星云中存在某种生命,即产生磷化氢,要么在那里发生无法解释和意外的化学反应。我们如何找出它是什么?

航天器,其圆柱体,顶部大的棕色球体和太阳能电池板机翼。

杜勒斯国际机场Udvar-Hazy中心的苏联Vega 1航天器模型。 1985年,Vega 1带着气球前往金星,前往哈雷彗星。 达德罗/维基百科

首先,我们需要有关金星大气中PH3丰度的更多信息,我们可以从地球上学到一些有关PH3的信息。正如发现小组所做的那样,可以使用能够检测金星周围磷化氢的现有望远镜进行后续观察,以明确确认最初的发现,并确定大气中PH3的量是否随时间变化。同时,现在有大量的机会开展实验室工作,以更好地了解金星上可能发生的化学反应的类型。 信息非常有限 现在。

在星空下基地的七个巨大的碟形天线。

位于智利安第斯山脉Chajnantor高原的Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)天线。麦哲伦星云和大麦哲伦星云是我们银河系的两个伴星系,可以看作是照片中心夜空上的明亮污迹。

再次陷入漏洞

但是,从地球上进行或从地球进行的测量只能使我们走到现在。要真正了解这个奥秘, 我们需要回到金星。配备有可以从轨道上检测出磷化氢的光谱仪的航天器可以被派往第二个行星,其目的是表征这种气体的位置和数量。因为宇宙飞船 可以在金星轨道上生存多年,与地球上的望远镜相比,我们可以使用专用的轨道器在更长的时间内获得连续的观测结果。

但是,即使是轨道数据也无法说明全部情况。为了完全掌握金星的状况,我们必须真正进入大气层。 那就是高空作业平台进来的地方。能够在酸性云层的大部分区域(温度和压力几乎与地球类似)上运行,一次可能连续几个月,气球或 飞翔的翅膀 可以在那里进行详细的大气成分测量。这些工艺甚至可以携带各种乐器 被开发来寻找欧罗巴上的生活。到那时,人类也许可以最终确定我们是否与金星生命共享我们的太阳系。

大水滴形气球位于较小的圆形气球上方,云中有一个悬挂在电缆上的小型数据收集设备。

金星高空作业平台的概念。两个相连的气球可能会轮流充气,从而允许气球控制其漂浮的高度。然后将一个仪器包装从气球下方悬挂。图片通过 美国宇航局 / JPL-加州理工学院

金星探索的新曙光?

自美国上次派出专门的访问金星以来已经过去了31年。随着美国宇航局考虑在2020年代后期针对金星的四个任务中的两个任务,这种情况可能很快就会改变。一,叫 VERITAS会携带强大的雷达窥视厚厚的云层,并返回空前的高分辨率表面图像。另一个, 达芬奇+会掉入大气中,对下降的空气进行采样,甚至可能嗅出存在的任何磷化氢。 美国宇航局计划在2021年4月进行至少一次任务。

我之前曾提出要返回金星,并将继续这样做。即使没有这一最新的科学发现,金星还是一个引人注目的勘探目标,其诱人的证据表明该行星 曾经有海洋 甚至遭受了地狱般的命运 自己的火山喷发.

但是随着检测到 潜在的生物标志物 在金星的大气层中,我们现在还有另一个主要原因可以重返世界上称为磷的古希腊天文学家–事实证明,金星的名字是非常有先见之明的。

保罗·伯恩,行星科学副教授, 北卡罗来纳州立大学

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底线:2020年9月14日,金星被添加到太阳系中潜在可居住世界的列表中。在金星大气中发现了磷化氢,一种通常由有机生命形式产生的有毒气体,但否则很难在岩石行星上产生。金星云中存在某种生命,会生成膦,或者在那里发生无法解释和意外的化学反应。我们如何找出它是什么?

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