“金星生命論”烏龍事件新進展：那只是二氧化硫而已

白交 2021-01-30 14:08:22 來源：量子位

晗鋒 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

還記得去年那條“金星上可能存在生命”的大新聞嗎？

科學家發(fā)現金星上的磷化氫氣體含量異常，懷疑這可能是生命代謝產物。

該論文發(fā)表幾個月內就連遭多個科研團隊“痛錘”，甚至NASA科學家聯名致信Nature要求撤稿。

△?去年金星大氣中發(fā)現磷化氫被宣傳報道 (來源：MIT)

現在這件事又有最新進展了?？茖W家們研究發(fā)現：那個所謂“生命證據”的磷化氫氣體，應該就是二氧化硫??！

前情回顧

去年九月，一篇發(fā)表在Nature子刊的論文讓學術圈炸開了鍋：一個以英國科學家主導的科研團隊聲稱，他們在金星的大氣層中發(fā)現了磷化氫氣體，并由此推斷金星上可能存在生命。

當時這篇論文影響可不小，當時NASA的局長甚至發(fā)推說“我們也許應該把目標放在金星上”。

△?論文“金星云層中的磷化氫氣體” (來源：Nature Astronomy)

論文一經發(fā)表，立刻引來各路質疑。因為金星表面溫度極高，可達460℃，還會下起硫酸雨，怎么看都不像會有生命。

很快，其他就從數據的角度進行反駁，先是來自荷蘭的科學家打頭陣，質疑英國科學家們數據處理有嚴重問題。

他們指出，先前科學家們對數據的擬合方式明顯有問題，強行用高階多項式擬合豈不是想要什么結果就能做出來個什么結果嗎？

在對那篇論文引用的ALMA天文臺觀測數據集重新分析一遍后，他們得出結論：你們的頻譜數據根本不符合高斯分布啊，還說什么生命證據呢？

△?荷蘭科學家們論文中的質疑和重新分析

隨后，英美的其他天體物理學家們也都坐不住了，紛紛用不同的方法把這個ALMA數據分析了個底朝天，從多個角度質疑了這篇論文的嚴謹性。

再后來，原作者們實在坐不住了，在原本的論文頁面發(fā)表聲明：數據處理“方法誤用”，請閱讀者們謹慎看待論文中的數據處理方法。

△?原論文作者們的聲明

最新進展

你以為事情到這里就結束了嗎？不！還遠沒有。就在前兩天，一群美國科學家們又有了新結論：金星上那個所謂生命證據的磷化氫氣體，其實只不過是二氧化硫！

△?最新發(fā)表的論文

這群來自華盛頓大學、加州理工噴氣動力實驗室等的科學家們把他們最新的研究成果發(fā)表在了《天體物理學期刊 》(Astrophysics Journal) 上；論文的題目也很有趣：“ 之前生成在金星上找到的被聲稱是磷化氫的氣體與二氧化硫特征相同”。

在論文中，作者們對之前那篇“爭議論文”的ALMA數據庫重新分析了一波。因為之前作者們用擬合數據的方法廣受質疑并且飽受爭議；這群科學家用了一個叫做SMART的分析方法。

這些科學家們首先分析對與已發(fā)表的金星大氣數據進行了頻譜仿真。而所謂的頻譜仿真，先假設實驗中會存在哪些氣體，并以此為基礎來檢驗實驗觀測到的頻譜。

△?通過頻譜分析檢測外星球大氣成分的方法 (來源：NASA)

之前爭議論文的作者們聲稱，實驗中觀測到266.94GHz信號，并沒有在金星大氣中發(fā)現二氧化硫，這個信號只可能對應磷化氫。

但是這次的作者們揪住這一點提出質疑：二氧化硫和磷化氫都在266.94GHz附近存在波峰，所以之前的研究者們可能就是因為這一點把二氧化硫誤判為磷化氫了。

作者們分別給不同的金星大氣模型進行“頻譜仿真”，發(fā)現當高空80km處存在磷化氫時，仿真結果與觀測結果一致。

但問題是，如果磷化氫真的在距離金星表面80km的高空時，這種氣體分子會瞬間被太陽光中的紫外線擊碎。

所以，這個波峰的存在應該被歸于二氧化硫。

△?論文中對磷化氫和二氧化硫的對比分析

對大量的公開數據進行了一波分析后，這些科學家得出結論：之前觀測到的金星大氣不僅不符合磷化氫的特征，而且多個證據表明，這個氣體和二氧化硫特征相符！

SMART，何方神圣？

我們都知道，在科研中，“要想屁股坐得穩(wěn)，方法必須得用準”。這次最新發(fā)表的論文中，科學家們如何證明他們這個SMART方法合理有效呢？

△?用SMART方法進行地球大氣層成分分析的示例

SMART方法是“大氣輻射轉移的頻譜分析“的英文簡稱。這個方法是1996年提出的一個“一維的，逐行進行分析，完全多散射傳輸模型”。通俗點說，就是對著你要分析的元素一個一個分析。

那憑什么作者們就認為這個方法好用呢？原因很簡單，SMART方法得出的結果已經被太陽系內部多次的觀測數據證實是有效的；同時，他也多次被不同的學者用在了金星大氣的建模中。

△?三篇用到了SMART方法研究金星成分的論文

ALMA，又是個啥

不過因為去年那片飽受爭議的論文，論文中的數據集也被大家拿來反復檢視。而觀測得到數據的望遠鏡ALMA望遠鏡其實也大有來頭。我就來扒一扒這個ALMA到底是個什么背景。

ALMA望遠鏡全稱“阿塔卡馬大型毫米波陣列-ALMA射電望遠鏡”，從2004年開始建造。但是在那20年之前全球科學界已經有對具有ALMA特征的射電望遠鏡的需求。該項目是歐洲，北美和東亞等多個研究機構共同提出設立的，該望遠鏡接收毫米級和亞毫米級波長的光。

△?大名鼎鼎的ALMA天文臺

其實，ALMA望遠鏡對我們并不陌生，還記得2019年那令人激動的首張黑洞照片嗎？這張大名鼎鼎的照片就是ALMA拍的！當時這張照片一經曝光，立刻在社交媒體上被廣泛討論；這張黑洞圖片還被不少網友拿來調侃。

△?著名的“黑洞首照”

作者簡介

△?論文一作，正在UW讀博的Andrew Lincowski

這篇最新研究的作者是來自華盛頓大學的在讀博士生Andrew。他本科畢業(yè)于亞利桑那大學；目前研究領域專注于地外行星的建模以及光化學分析。

值得一提的是，Andrew是個非常高產的小伙，還只是一個博士在讀生的他，就已經發(fā)表了四十多篇的論文，其中有十五篇都是一作。妥妥的科研潛力股??！

△?論文通訊作者Victoria Meadows

論文的通訊作者，也是Andrew小哥的博導，Meadows博士是目前華盛頓大學的正教授也是航天生物項目的主任。她的研究方向涉及天體物理，地外星體，星球大氣成分等。

參考鏈接：
[1] https://phys.org/news/2021-01-purported-phosphine-venus-ordinary-sulfur.html
[2] https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4
[3] https://www.washington.edu/news/2021/01/27/phosphine-venus-so2/
[4] https://www.almaobservatory.org/
[5] https://arxiv.org/pdf/2101.09837.pdf