地狱般的金星的大气的化学成分

大约45亿年前三个类似的小岩石行星围绕太阳形成的。太阳系有星际游客看,然而,他们不可能猜到了截然不同的命运。虽然我们行星开发的理想条件复杂的生物进化,无论是火星还是金星能够坚持的人生最重要的两个重要条件:大气中的氧气或液体水。事实上,科学家们分歧金星的过去;有些人认为它也许曾经有海洋,或许,适宜居住,而其他人认为它的水不可能凝聚。

我们的行星天文学家就对邻国。注意力往往集中在是否可能存在生命,是否会存在在遥远的过去,是否会在遥远的未来发展。我们知道行星的大气层基本上排除了任何类似与赫伯特·乔治·威尔斯的火星或者金星,或者任何其他的科幻作家,但细菌,存在地球上几乎无处不在,甚至可能被发现。

考虑金星“酷光和图像的“爱的星球”响彻了世纪,诗人永远不会想象的敌意的环境在其表面。这些启示条件,温度超过450°C,一个地球上的大气压力超过90次,特殊的酸度和没有液态水,多次严厉比需要立即炸最难处理的地球的极端微生物细菌。

许多英里以上表面,然而,我们满足的条件是最良性的发现外星人的太阳系。金星的低层大气厚,热,由热化学;它的上层大气是寒冷和由光化学,更像地球的上层大气;但两者之间的混浊层高度约50公里的地面更有趣。它是温带(~ 20°C)和酸性,接近我们的大气压力。在这个高度,人类宇航员需要压力控制和热控制太空服:气球携带工艺可以进行外短暂的旅行只有一个氧气面罩和可能避免硫酸沉积一薄层。因此,当科学家(而不是科幻作家)谈论“金星上的生命”,他们真正的意思是“生活在金星”:严重的可能形式的细菌可以利用缺氧的代谢途径,hyper-acidic可能已经进化到漂浮在大气条件。

进入磷化氢

检测微观生活在另一个星球似乎是一个几乎不可能完成的任务。然而,行星大气层很容易使用光谱分析从地球,和任何气体行星的大气中观察到,但没有明确化学、非生物途径的合成条件发现可以被认为是一个“生物标记”可能的生命体的存在。但不是每一个潜在生物标志物气体是可观察的,正如马丁McCoustra爱丁堡赫瑞瓦特大学的苏格兰,解释道。地球大气层的氧生物起源,我们可能认为观察它在另一个星球的大气层是一个生命的迹象。然而,难于观察光谱方法;臭氧(O₃)更容易,但非生物机制产生分子臭氧存在不理想作为生物标志物。”和氧气和臭氧都没有,事实上,被观察到金星的大气中大量。但也有其他气体,符合生物标志物规范更好,包括磷化氢(PH值₃)。一个自然天文学纸在2020年9月表明这种气体被发现在金星的云平台引起兴奋和争议远外的天体化学和天体生物学的社区。

没有已知的非生物路径磷化氢在金星的氧化气氛中合成

磷化氢是一种不愉快的气,没有人会自动与生活联系起来。它是有毒,易燃易爆,气味,让人想起腐烂的鱼。它可以合成自然只有在减少大气如周围的气态巨行星木星和土星;无论它是地球上发现的,它是与人类工业过程或与细菌有关。没有已知的非生物路径在金星的磷化氢合成氧化气氛,”解释了简油渣威尔士卡迪夫大学的第一作者在纸上。此外,我们有确切的知识一个磷化氢吸收波长小于10的一部分⁷,所以我们可以很容易区分磷化氢和其他;这两个特性相结合,使betway必威游戏下载大全气体的理想生物标记选择调查金星。”

实验导致了争议自然天文学论文开始于2017年,当油渣和她的团队获得了时间James Clerk Maxwell射电望远镜在夏威夷,我们。这是世界上最大的单碟望远镜,旨在观察毫米和submillimetre电磁波谱的一部分,磷化氢吸收线1.123毫米的所在。组的时间从那时起一直在复杂的数据分析。金星释放出大量的无线电信号,将地上反弹或望远镜的圆顶,所以你最终观察同一信号在不同的时间,这可以解释为一个不同的信号,”格里夫斯解释道。我们当然很高兴当统计上显著的信号波长最后出现在数据。的一个类似的实验使用阿塔卡马大毫米/ submillimetre数组(Alma)在智利还提出一条线的存在在同一精确波长。

这非凡的索赔需要非凡的证据

然而,油渣的分析仍存在争议。她决定释放进入公共领域的所有数据进行进一步分析已经生成的文件两岸的辩论。马克·汤普森,分子光谱学家在英国赫特福德大学是第一个公开问题磷化氢的结果。等降低分子的发现磷化氢在氧化气氛的金星,至少,不寻常的…这非凡的索赔需要非凡的证据,”他说,并指出油渣未公布的数据,在他看来,满足这些“不同寻常”的标准。他引用了伟大的数学家约翰•冯•诺伊曼说明通过复杂的曲线拟合的缺陷数据解释:“有四个参数,我可以适合大象和五让他摆动他的树干。

许多原因之一这一数据分析证明如此困难是低信噪比;金星的背景辐射是如此明亮,各个谱线淹没,就像如果你采取一个非常敏感的光谱的探照灯。我们需要一些有史以来最好的天气在阿尔玛望远镜记录了磷化氢,”格里夫斯补充道。土壤干燥,明确在高空阿尔玛阿塔卡马沙漠高原已经更适合射电天文学几乎比地球上任何其他地方。

在的论文,许多人仍预印本,看着磷化氢的数据,一些无法看到谱线使用不同的分析,而另一些属性二氧化硫。很明显,更多的-和更好的数据是必要的。但从哪里?

发送宇宙飞船

无线电光谱并不是唯一的化学技术可用于探测金星的大气层。可以学到很多从宇宙飞船环绕地球,并可以获得来自其极热表面和探针测量降序穿过大气层。苏联的金星金星任务号探测器在1960年代和1970年代是第一个轨道,然后降落在其他星球和返回的照片和数据。Nasa的先驱任务之后不久,但是它被广泛承认苏联赢得了冷战竞赛金星,正如美国水手的任务,赢得了比赛火星(月球)。

许多行星金星那样可能会超过地球

一些金星的任务一直持续到1980年代,但冷战结束之际,中断了很长时间的开始:1990年和2004年之间唯一的宇宙飞船送往金星大典,如美国卡西尼号土星探测器在1998年和1999年。”在1990年代和2000年代早期社区关注火星的更“显而易见”的目标可能的人类探索,”牛津大学的科林·威尔逊说,英国正致力于开发欧洲太空总署提出的设想任务金星。金星再次增长由于很感兴趣我们的温室效应的日益意识到气候变化的驱动程序,并且越来越感兴趣的系外行星,其中许多可能会变成“金星那样”比“地球”。

金星的表面上充满敌意的条件提供科学仪器的设计者独特的挑战。温度发现,焊料融化,所有传统电子产品失败。等短期兰德斯1982年金星14号探测器任务被动冷却,大约一个小时在金星的表面收集数据之前设备失败,”威尔逊说。兰德斯长期持续的主要有两种选择。热泵可以用来冷却电子,但这是复杂和能源密集型的。另外,碳化硅电子可以在金星的表面温度,但这仍然相当原始。的电源也有疑问的:浓密的云层和高温使太阳能电池不可行,以及可以使用的电池容量有限。然而,并不是所有的实验都需要兰德斯;其他人则由气球释放卫星进入云层。这些可以骑金星的大风环航地球在五天,以及它们所携带的设备只需要忍受良性的,更像地球条件发现高度。

数据发送回地球的登陆舰已经提供了一些重要的见解在金星的表面化学。这是一个活跃的星球,地球上火山结构类似,但大,提示当前的火山活动。测量从这些火山岩石的元素组成表明,它们类似于常见的陆地玄武岩。

只有一个宇宙飞船在金星目前操作——日本Akatsuki飞行器的meteorology-oriented仪器没有能力检测痕量气体,没有进一步的飞船选择空间机构去金星Akatsuki之后。许多从这些机构提出的任务是争夺资金,然而。有些人会缓缓下降通过金星的大气层,使敏感测量的成分下降。这些可以从硫研究大量的化学过程化学卤素化学,以及寻找磷化氢。他们还可以测量丰富和惰性气体的同位素比例。这些都是惰性的,所以它们的丰度与他们持平地球形成的时候,或者因为他们可以排除来自地幔,所以测量他们能告诉我们更多关于金星的早期演化。

其他任务的发展将寻求解开金星的历史通过研究其地质记录,使用雷达地图详细地球表面。预想轨道飞行器,提出了欧洲航天局在2032年发射,也会寻找活性化学物种的痕迹,包括卤素、水蒸气和重水是火山活动的迹象。所有这些测量更有可能暗示某些形式的生活是否会存在,甚至繁荣,在金星上几十亿年前比现在对这一假设的细菌存在于云。

我们如何?

磷化氢的争议得到解决,如何的一种方法,并且最好在未来十年?如果有一件事是肯定的,那就是我们需要更多的数据。地球射电天文学尚未达到其局限性,它可能会进一步寻找磷化氢吸收——尽管这些低于1毫米,部分地区的地球大气层的无线电频谱是不透明的。你可以避免不透明的氛围望远镜发射到太空,但这在技术上具有挑战性和令人难以置信的昂贵,”格里夫斯解释道。“磷化氢红外线的吸收光谱,可以访问,”汤普森说。但到目前为止,至少,这些线都没有被发现。

金星演示了一个温室效应采取极端

如果我们找到生活的证据在金星或在太阳系的其他地方,它可以帮助我们了解我们自己的星球上它的起源。可能早期的火星或者金星可能已经开发出这样复杂生命演化,而是一个完全失去了大气层,另开发了一个厚,有毒。水既不存在于我们邻近的行星数量足够为我们所知的生物学存在。地球是一个特例,一个“可居住星球上”条件完全适合支持生命,但我们并不特别:我们只是幸运,“McCoustra说。我们不能回去看进化从一开始,化石记录只有单细胞生命成立后开始,大约35亿年前。然而,我们所学习的化学成分复杂,前生物有机分子形成外地球表明它是可能的——虽然不是不可避免的,进化也许能够重演。”

和金星的研究,可能存在的简单的生命形式,影响了我们的“幸运”星球的未来以及它的过去。金星的表面是太阳系中最热门的地方,尽管事实上它是进一步比水星离太阳,”解释了谢菲尔德大学的安东尼·梅耶尔,英国。这演示了一个温室效应采取极端,与被困的热量非常浓密的大气层。大多数天体物理学家,他相信自己的星球将这样的结束日期也许数十亿年的未来,但是这里有微弱的回声的可能的未来。这些描述新兴流派称为气候小说或“cli-fi”,和权威的非小说类等我的孙子的风暴地球的气候学家詹姆斯·汉森描绘一个迅速失去其温和的品质,也许,建议采取的路径金星,数十亿年前。

“科学不是最强大的词”的尤里卡但“有趣…”表明梅耶尔。陪审团仍在油渣‘有趣’的结果,她形容为“异常和原因不明的化学”。磷化氢是否存在极少量的金星的云层,还有许多对我们最近的邻居发现,及其-和我们的过去和未来。这将包括科学,包括化学,想象的任务,如果选择资金,应该良好的装备。

克莱尔桑塞姆是一个基于科学作家在剑桥,英国