365彩票客服电话,自从金星成为外星生命的候选者之后,我们下一步该怎么做?

当一组研究人员报告在金星大气中发现了膦时,科学家如何确认或否认金星云中存在生命?
图片:金星在1974年被NASA Mariner 10探测器捕获,来源:NASA / JPL-Caltech
昨天,我们被大量信息震惊:一组研究人员报告说,在金星大气中发现了膦,这是生命的潜在信号。这一发现将重新激发科学界对我们星球邻居的兴趣。这是下一步将发生的事情,以及科学家如何确认或否认金星云中生命迹象。
磷化氢是一种易燃气体,通常在臭沼泽和企鹅粪便中发现。但是,天体物理学家如果一直在寻找外星生命,他们往往不会在研究中考虑这种气体。由于发表了一篇新论文,昨天宣布了在维纳斯瓦斯大气中发现膦的消息,这种情况昨天发生了变化。
在地球上,这种气体(磷原子与三个氢原子相伴)主要是由可在低氧环境中壮成长的微生物产生的。在金星上发现约十亿分之二十的膦是非常令人惊讶的,即使它远少于地球上,但因为这个星球上应该没有生命,而且这种气体应该是紫外线辐射,并且其中含有大量硫酸在金星的云层中杀死了它。似乎在金星上出现了某种东西并产生了膦,但这是什么?
这项新研究的作者极不愿分析卡迪夫大学天文学家扬·格里夫斯(Jan Greaves)领导的项目。他们说这项新研究不能证明维纳斯有生命,但他们说,膦可能是由未知的化学过程或由生活本身。
金星不是天体生物学家的主要目标,因为该行星的表面温度为450摄氏度,其气压是地球上气压的90倍。如果金星上有生命(仍然很大),它将迫使我们认真思考太阳系内外行星的宜居性。
尽管金星离地球最近,但出于可理解的原因,人类对此知之甚少。从历史上看,它一直是一个不受欢迎的研究目标,也许是因为科学任务非常昂贵,而其他星球,也许是火星,也受到了很多关注。
美国宇航局发言人在一封电子邮件声明中说:“在过去的20年中,新发现表明在其他地方找到生命的可能性大大增加。与越来越多的行星一样,金星是令人兴奋的行星,尽管金星已经由于其极端的温度,大气成分和其他因素,它并没有成为寻找生命的重要行星。
因此,科学家对金星的表面形貌,地质(包括其地质历史),结构和潜在的火山活动没有完全的了解。不过,美国国家航空航天局局长吉姆·布莱登斯汀在昨天发表的推文中补充说,在金星上发现磷化氢是“迄今为止最重要的事情。”对于地球以外的生命而言,这是最重要的发展。”
确实,是时候对金星进行科学研究了。但是,在我们发送探针进行研究之前,地球上仍有许多工作要做。首先,科学家必须确认Greaves和她的同事在麦克斯韦望远镜中使用夏威夷
并从智利的大毫米[亚毫米]阿塔卡马波阵列中收集磷化氢波长信号。
威斯康星大学麦迪逊分校的科学家Shanjiya Limaya在一封电子邮件中说:“首要任务应该是在寻找磷化氢的全球分布的同时,通过寻找磷化氢的其他波长来确认测试结果。”这很容易,因为紫外线和红外线波长的频率相对较低,因此磷化氢的光谱特性与二氧化碳,水蒸气和硫酸等更常见的化学药品的特性相匹配。“利马耶尔说,金星作为内行星,永远不会离天空中的太阳太远,因此很难在某些波长下进行观测。他指出,幸运的是,无线电观测没有这种问题。他说,科学家应该不仅要寻找生物特有的气体,还应该寻找金星大气中可区分的对比特征,并试图追踪这些特征的演变和化学性质。
两年前,利马耶(Limayer)领导了一项研究,讨论了暗斑形状的相反特性,这可能是维纳斯生命的征兆,维纳斯的大气层可能会产生微生物。当时看来这是个奇怪的主意。但是今天并不是那么奇怪。最终,我们将要发送对金星的探测。正如NASA电子邮件声明中所解释的那样,好消息是NASA未来发现计划的四个候选任务中的两个-VERITAS(超高能辐射成像望远镜阵列?)和DAVINCI +-是针对金星的.EnVision任务也是如此与美国国家航空航天局(NASA)合作的欧洲航天局。由于邻近金星,也可以执行较小的任务来探索。
插图:Envision计划来源:envisionvenus
DAVINCI +是维纳斯对稀有气体,化学成分和成像进行深层大气研究的缩写,它是一种带降落伞的探测器,可以缓慢降落到金星表面,其仪器在空中,可以嗅探各种气体并绘制地图VERITAS是维纳斯发射率,无线电科学,InSAR,地形图和光谱学的缩写,并且包括绕金星轨道运行的卫星。除了创建行星的三维地形图外,该探测器还测量金星的温度,检查金星的引力场,进行一些距离地质研究,并设置一个配有质谱仪的探针来记录化学特征。EnVision是主要研究行星地质的卫星,但是由于其令人印象深刻的传感器阵列,该探头可用于许多其他任务。
插图:DAVINCI +落在金星表面的概念图???来源:NASA / GSFC
还有一些私人部门也可能被考虑,例如,火箭实验室创始人和百万富翁彼得·贝克提出的金星任务(你可能还记得他的迪斯科舞会“人类之星”,于2018年进入轨道)。根据贝克的计划,将在维纳斯的大气层中发送一个多仪器的探测器,在昨天的新闻发布会上,格雷夫斯说她的团队愿意与私营部门合作。
插图:“人类之星”。资料来源:火箭实验室。
应当指出的是,这些任务都没有得到批准,但是金星一夜变得非常性感和炙手可热。
一旦安装了这些探测器或其他探测器,科学家应该研究距离地面约47至70公里的云。利马耶(Limaye)将这些研究描述为“必要的”。他解释说,科学家通过在云层中进行测量“应该能够发现存在的任何气体,不仅是磷化氢,而且还有其他具有生物意义的气体,例如甲烷”。他说,另一项有用的任务是“确定微生物所处的云滴的物理,化学和生物学特性。它们可以生存,”他自然地假设微生物存在于金星上。
Limayer表示,像诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)的VAMP这样的半浮式平台将是理想的选择,因为它可以配备显微镜,光谱仪和其他仪器。VAMP)(AV)是在金星大气中飞行的半浮力,敏捷,太阳能驱动的车辆。来源:诺斯罗普鲁格曼(Northropgrumman)另一个选择是气球,苏联的维加(Vega-Mission)气球类似于1980年代中期。麻省理工学院天体生物学家,这项新研究的合著者莎拉·西格(Sarah Seeger)在昨天的新闻发布会上说,这是“我们想再次看到的那种东西”。她说,一周,几个月甚至几年。Sig将Vega气球描述为“改变气氛的最佳方法,出于同样的原因,Limaye强调研究维纳斯”:公平地说,Vega气球会少得多可以比VAMP或类似飞机操纵,例如提议的称为BREEZE的黄貂鱼滑翔机。
插图:BREEZE的艺术概念图。资料来源:布法罗大学CRASH实验室
Limayer和Sieg均表示,机载光谱仪对于完成这一任务至关重要。
Limayer解释说:“在从紫外线到毫米波的不同波长下运行的光谱仪可以绘制磷化氢,二氧化硫和其他气体的分布图,以确定它们是否与金星图像中显示的云的对比度特征有关?恩根”
正如Limayer和他的同事在2018年的一篇论文中所建议的那样,科学家们可以理解可能的生命形式与对比特征之间的关系,并说大气探测器的其他重要仪器都使用气象传感器收集环境数据,化学传感器来研究行星的组成大气,用于描述物理和生物学特性以及可以检测到的其他生物学特征的荧光成像显微镜。对于金星轨道器,Limayer建议使用多光谱成像相机,而您猜对了,还有一个光谱仪。除了这些项目之外,科学家还需要找出在金星大气中会发生哪些有趣的非生物或生化反应。土星和木星上的磷化氢是通过非生物过程自然产生的,但金星上也存在类似的情况。正如新研究表明的那样,科学家可能没有考虑过某些事情。计算机算法可以帮助混合和匹配原子的组合。
同时,生物学家应该找出极端微生物如何承受金星大气中的恶劣条件。正如格里夫斯在新闻发布会上解释的那样:“真正的挑战是,是否有生命可以在周围发展以适应这种难以置信的酸性环境”,因为地球上没有像它这样的生物。简而言之,这种生命形式确实不可能存在于进化或生物学中。
实际上,现在是科学家进行跨学科研究的时候了,因为这需要天文学家,工程师,天体生物学家,微生物学家,化学家,地质学家,计算机科学家,行星科学家和其他专家来完成这项工作。道德和安全问题是什么?如果我们不小心用地球上的细菌污染维纳斯来寻找生命,该怎么办?)当然,在科学家得出任何明确结论之前,必须仔细检查,确认和复制所获得的所有数据。
没有人说我们会快速,轻松地找到外星生命,但是随着微观外星人徘徊在我们家门口,是时候认真改善我们的游戏了。
作者:乔治·德沃斯基
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