金星上的生命吗?首先,我们需要更多地了解大气中的分子

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金星上的生命吗?

在科学家揭示了可能涉及膦的生产或消费的近1000个大气分子的光谱签名后,对其他星球上的生活进行了重大提升,该研究由UNSW悉尼揭示的研究。

科学家们长期以来一直推测,磷化氢——一种由一个磷原子和三个氢原子组成的化合物(PH3)——可能是生命存在的证据,如果在像我们地球一样的小型岩石行星的大气中发现,在那里,细菌的生物活动产生了磷化氢。

因此,当一个国际科学家团队去年宣称在金星的大气中检测到磷化氢时,这就提出了在另一颗行星上发现生命的第一个证据的诱人前景——尽管是原始的单细胞物种。

但不是每个人都相信,一些科学家质疑金星的大气中的膦是否真正由生物活性产生,或者是否检测到膦膦。

现在,由UNSW悉尼科学家领导的国际团队通过证明如何搜索相关分子,通过证明如何进行初始检测相关分子来对其他行星进行任何未来在其他行星上搜索的关键贡献。

在今天在天文学和空间科学的期刊上发表的论文中,他们描述了团队如何使用计算机算法来产生含有磷的958种分子物种的近似红外光谱条形码的数据库。

外观和学习

新南威尔士大学化学学院的Laura McKemmish博士解释说,当科学家寻找其他行星上的生命迹象时,他们不需要进入太空,他们可以简单地用望远镜对准正在寻找的行星。

“为了识别行星的生活,我们需要光谱数据,”她说。

“通过正确的光谱数据,来自行星的光可以告诉你行星大气中的分子。”

磷是生命的必要因素,但到目前为止,她说,天文学家只能寻找一个含有多元磷的分子膦。

“磷化氢是一种非常有前途的生物信号,因为它只能通过自然过程以极低的浓度产生。然而,如果我们无法追踪到磷化氢是如何产生或消耗的,我们就无法回答这个问题:这究竟是不寻常的化学反应,还是在行星上产生磷化氢的小绿人。”麦克凯米什博士说。

为了提供洞察力,McChemmmmis博士将一支大型跨学科团队汇集在一起​​,了解磷的方式如何在化学上表现,生物学和地质学,并询问如何通过大气分子远程研究。

“这项研究的伟大之处在于它把不同领域的科学家——化学、生物学、地质学——聚集在一起,解决了围绕在其他地方寻找生命的基本问题,而这些问题仅靠一个领域是无法回答的,”天体生物学家、该研究的合著者、副教授布伦丹·伯恩斯(Brendan Burns)说。

McChemmmish博士继续:“在开始,我们寻找哪些磷的分子 - 我们所谓的p分子 - 在大气中最重要,但它已知很少。所以我们决定看大量的p- 可以在气相中找到的 - 否则会通过对红外光敏感的望远镜未被抑制的。“

新分子物种的条形码数据通常是一次为一个分子产生的,麦克默斯博士说,这一过程通常需要几年。但参与这项研究的团队使用了她所谓的“高通量计算量子化学”,以预测仅在几周内仅958分子的光谱。

“虽然这个新的数据集没有准确性来实现新的检测,但它可以通过突出显示具有相似光谱条形码的多个分子种类的可能性来帮助防止误分析 - 例如,在低分辨率,有一些望远镜,水和酒精可以是无法区分。

这些数据还可以用来对分子检测的难易程度进行排序。例如,与直觉相反的是,外星天文学家在观察地球时会发现,在我们的大气中探测0.04%的二氧化碳要比探测20%的氧气容易得多。这是因为二氧化碳比O2更强地吸收光——这实际上是导致地球上温室效应的原因。”

系外行星上的生命

不管结果的辩论关于金星的大气中磷化氢的存在和潜在的地球上生命的迹象,最近除了可以使用望远镜探测到的知识将是重要的检测潜在的系外行星上的生命的迹象——太阳系其他行星上。

McKemmish博士说:“我们观测系外行星并判断是否存在生命的唯一方法是使用望远镜收集的光谱数据,这是我们唯一的工具。”

“我们的论文提供了一种新的科学方法来跟踪潜在的生物特征的检测,并且与太阳系内外的天体化学研究相关,”McKemmish博士说。“进一步的研究将迅速提高数据的准确性,扩大考虑的分子范围,为其在未来的分子检测和鉴定中使用铺平道路。”

同事和Csiro天文学家Chenoa Tremblay博士表示,该团队的贡献将是有益的,因为更强大的望远镜在不久的将来上网。

“这一信息出现在天文学的关键时刻,”她说。

“一个新的红外望远镜叫做詹姆斯网太空望远镜,将于今年晚些时候发射,它将比它的前任如赫歇尔太空天文台更敏感,覆盖更多波长。我们将以非常快的速度需要这些信息来识别数据中的新分子。”

她说,虽然团队的工作专注于用对红外光敏感的望远镜检测到的分子的振动动作,但他们目前正在努力将技术扩展到无线电波长。

“这对于现有的和新的望远镜,比如即将在西澳大利亚建造的平方公里阵列望远镜,都非常重要。”

天体生物学,

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