论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?


论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

自从去年9月宣布在金星上发现一种叫做膦(膦一般指磷化氢(PH3))的化学物质以来,科学家为此就争吵起来了,搅动了整个科学界。科学家们来回发表论文,试图揭穿或支持这一说法。

论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

随着本周发表两篇新论文,一些人声称金星大气含膦已经是铁板钉钉。然而,我们怀疑,今后一段时间将继续审查和讨论这一发现。
金星上的膦(磷化氢)?为什么这很重要?
这一发现本身非常有趣。在不同的时间使用两种不同的仪器——2017年的詹姆斯·克莱克·麦克斯韦望远镜(JCMT)和2019年的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)——由英国卡迪夫大学的天体生物学家简·格里夫斯(Jane Greaves)领导的团队,在金星大气中检测到了一种名为膦(磷化氢)的化学物质,含量为十亿分之二十。研究结果发表在《自然天文学》上。

论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

正如我们当时报道的那样,在地球上,在厌氧(低氧)生态系统中发现了大量的膦。它被发现在沼泽和污泥中,厌氧微生物在这里繁盛。它存在于动物的肠子和屁中。厌氧微生物以某种方式产生膦。这说明金星的云也是厌氧的。
尽管格里夫斯和她的团队排除了许多可能的非生物金星膦(磷化氢)形成途径,但他们还是非常小心地注意到该化学物质可能以其他方式出现。一方面,地球上的火山会产生膦(磷化氢),而且我们有证据表明金星仍具有火山活动性。(后来在另一个预印本中发现了火山的起源是合理的。)

论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

无论哪种方式,检测到膦(磷化氢)令人着迷的,但提及微生物起源却引发了许多猜测,并引起了其他科学家的大量后续审查。
接下来发生了什么?
好吧,这一切都有些复杂。首先,一组科学家研究了金星的历史数据,发现\"先锋\"号探测器早在1978年就可以检测出膦。该论文尚未被接受发表。另一篇提交给《科学》(Science)杂志且尚未经过同行评审的论文声称,已在金星(Venus)上检测到氨基酸甘氨酸——一种蛋白质构件。

论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

其他科学家开始研究数据。三篇单独的论文,其中一篇自《天文学与天体物理学》以来发表在ALMA数据上,另一篇在《皇家天文学会月刊》上发表在JCMT数据上,另一篇重新分析了这两个数据集,并仍在等待同行评审——发现没有发现膦(磷化氢)在金星的大气中。
然后发现处理ALMA观测值的数据时出错。格里夫斯要求对数据进行重新处理;这些重新处理的数据在2020年11月向公众开放。
格里夫斯和她的团队分析了新数据,发现他们仍然可以在金星上检测出膦(磷化氢),但含量较低——全球平均值为十亿分之1至4,局部峰值为十亿分之5至10。

论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

由于二氧化硫和膦(磷化氢)都吸收了266.94吉赫兹频率附近的辐射,因此有人建议格里夫斯和她的团队检测到了二氧化硫(也是由火山活动产生的)而不是膦(磷化氢)。在格里夫斯等人的新论文中,排除检测到二氧化硫说法。他们说,光谱吸收线被认为是膦(磷化氢)的化学指纹,它太宽而不能成为二氧化硫,在金星上没有足够的光谱吸收线来产生观察到的信号。
随后,格里夫斯和她的团队发表了第三篇论文,捍卫了膦(磷化氢)信号可能性。
好,那为什么现在又重新成为新闻?
两篇新论文已经删除,其中一篇已发表在《天体物理学期刊快报》上,但没有被同行评审,另一篇已被接受在《天体物理学期刊快报》上发表,以重新分析数据。这两篇论文都认为金星上没有膦存在。

论文 金星上检测到磷化氢,这是真的吗?为什么科学家们为此争吵?
文章插图

在重新处理之前和之后,第一篇论文重新分析了两组ALMA数据。研究小组在较早的数据集中发现了一条266.94 GHz的谱线,但是在重新处理后没有发现明显的信号。他们还发现二氧化硫的存在量可能至少为十亿分之十,而ALMA无法检测到二氧化硫,表明二氧化硫的含量可能比格里夫斯和她的团队认为的还要丰富。

推荐阅读