“金星生命论”乌龙事件新进展：那只是二氧化硫而已

白交 2021-01-30 14:08:22 来源：量子位

晗锋 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

还记得去年那条“金星上可能存在生命”的大新闻吗？

科学家发现金星上的磷化氢气体含量异常，怀疑这可能是生命代谢产物。

该论文发表几个月内就连遭多个科研团队“痛锤”，甚至NASA科学家联名致信Nature要求撤稿。

△ 去年金星大气中发现磷化氢被宣传报道 (来源：MIT)

现在这件事又有最新进展了。科学家们研究发现：那个所谓“生命证据”的磷化氢气体，应该就是二氧化硫啊！

前情回顾

去年九月，一篇发表在Nature子刊的论文让学术圈炸开了锅：一个以英国科学家主导的科研团队声称，他们在金星的大气层中发现了磷化氢气体，并由此推断金星上可能存在生命。

当时这篇论文影响可不小，当时NASA的局长甚至发推说“我们也许应该把目标放在金星上”。

△ 论文“金星云层中的磷化氢气体” (来源：Nature Astronomy)

论文一经发表，立刻引来各路质疑。因为金星表面温度极高，可达460℃，还会下起硫酸雨，怎么看都不像会有生命。

很快，其他就从数据的角度进行反驳，先是来自荷兰的科学家打头阵，质疑英国科学家们数据处理有严重问题。

他们指出，先前科学家们对数据的拟合方式明显有问题，强行用高阶多项式拟合岂不是想要什么结果就能做出来个什么结果吗？

在对那篇论文引用的ALMA天文台观测数据集重新分析一遍后，他们得出结论：你们的频谱数据根本不符合高斯分布啊，还说什么生命证据呢？

△ 荷兰科学家们论文中的质疑和重新分析

随后，英美的其他天体物理学家们也都坐不住了，纷纷用不同的方法把这个ALMA数据分析了个底朝天，从多个角度质疑了这篇论文的严谨性。

再后来，原作者们实在坐不住了，在原本的论文页面发表声明：数据处理“方法误用”，请阅读者们谨慎看待论文中的数据处理方法。

△ 原论文作者们的声明

最新进展

你以为事情到这里就结束了吗？不！还远没有。就在前两天，一群美国科学家们又有了新结论：金星上那个所谓生命证据的磷化氢气体，其实只不过是二氧化硫！

△ 最新发表的论文

这群来自华盛顿大学、加州理工喷气动力实验室等的科学家们把他们最新的研究成果发表在了《天体物理学期刊 》(Astrophysics Journal) 上；论文的题目也很有趣：“ 之前生成在金星上找到的被声称是磷化氢的气体与二氧化硫特征相同”。

在论文中，作者们对之前那篇“争议论文”的ALMA数据库重新分析了一波。因为之前作者们用拟合数据的方法广受质疑并且饱受争议；这群科学家用了一个叫做SMART的分析方法。

这些科学家们首先分析对与已发表的金星大气数据进行了频谱仿真。而所谓的频谱仿真，先假设实验中会存在哪些气体，并以此为基础来检验实验观测到的频谱。

△ 通过频谱分析检测外星球大气成分的方法 (来源：NASA)

之前争议论文的作者们声称，实验中观测到266.94GHz信号，并没有在金星大气中发现二氧化硫，这个信号只可能对应磷化氢。

但是这次的作者们揪住这一点提出质疑：二氧化硫和磷化氢都在266.94GHz附近存在波峰，所以之前的研究者们可能就是因为这一点把二氧化硫误判为磷化氢了。

作者们分别给不同的金星大气模型进行“频谱仿真”，发现当高空80km处存在磷化氢时，仿真结果与观测结果一致。

但问题是，如果磷化氢真的在距离金星表面80km的高空时，这种气体分子会瞬间被太阳光中的紫外线击碎。

所以，这个波峰的存在应该被归于二氧化硫。

△ 论文中对磷化氢和二氧化硫的对比分析

对大量的公开数据进行了一波分析后，这些科学家得出结论：之前观测到的金星大气不仅不符合磷化氢的特征，而且多个证据表明，这个气体和二氧化硫特征相符！

SMART，何方神圣？

我们都知道，在科研中，“要想屁股坐得稳，方法必须得用准”。这次最新发表的论文中，科学家们如何证明他们这个SMART方法合理有效呢？

△ 用SMART方法进行地球大气层成分分析的示例

SMART方法是“大气辐射转移的频谱分析“的英文简称。这个方法是1996年提出的一个“一维的，逐行进行分析，完全多散射传输模型”。通俗点说，就是对着你要分析的元素一个一个分析。

那凭什么作者们就认为这个方法好用呢？原因很简单，SMART方法得出的结果已经被太阳系内部多次的观测数据证实是有效的；同时，他也多次被不同的学者用在了金星大气的建模中。

△ 三篇用到了SMART方法研究金星成分的论文

ALMA，又是个啥

不过因为去年那片饱受争议的论文，论文中的数据集也被大家拿来反复检视。而观测得到数据的望远镜ALMA望远镜其实也大有来头。我就来扒一扒这个ALMA到底是个什么背景。

ALMA望远镜全称“阿塔卡马大型毫米波阵列-ALMA射电望远镜”，从2004年开始建造。但是在那20年之前全球科学界已经有对具有ALMA特征的射电望远镜的需求。该项目是欧洲，北美和东亚等多个研究机构共同提出设立的，该望远镜接收毫米级和亚毫米级波长的光。

△ 大名鼎鼎的ALMA天文台

其实，ALMA望远镜对我们并不陌生，还记得2019年那令人激动的首张黑洞照片吗？这张大名鼎鼎的照片就是ALMA拍的！当时这张照片一经曝光，立刻在社交媒体上被广泛讨论；这张黑洞图片还被不少网友拿来调侃。

△ 著名的“黑洞首照”

作者简介

△ 论文一作，正在UW读博的Andrew Lincowski

这篇最新研究的作者是来自华盛顿大学的在读博士生Andrew。他本科毕业于亚利桑那大学；目前研究领域专注于地外行星的建模以及光化学分析。

值得一提的是，Andrew是个非常高产的小伙，还只是一个博士在读生的他，就已经发表了四十多篇的论文，其中有十五篇都是一作。妥妥的科研潜力股啊！

△ 论文通讯作者Victoria Meadows

论文的通讯作者，也是Andrew小哥的博导，Meadows博士是目前华盛顿大学的正教授也是航天生物项目的主任。她的研究方向涉及天体物理，地外星体，星球大气成分等。

参考链接：
[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