9월에 영국의 천문학자 팀은 금성의 두꺼운 구름에서 화학적 포스핀을 발견했다고 발표했습니다. 두 개의 지상파 전파망원경이 관측한 내용을 토대로 한 이 보고서는 많은 금성 전문가들을 놀라게 했다.
지구의 대기에는 생명체가 생성할 수 있는 소량의 포스핀이 포함되어 있습니다. 금성의 포스핀은 행성이 어떻게든 구름 속에 생명을 품고 있을지 모른다는 소문을 촉발했습니다.
초기 발표 이후 다른 과학 그룹은 포스핀 검출의 신뢰성에 의문을 제기했습니다. 워싱턴 대학(University of Washington)의 연구원 팀은 금성 대기 조건의 강력한 모델을 사용하여 원래의 포스핀 주장의 기초가 되는 전파 망원경 관측을 수정하고 종합적으로 재고했습니다. The Astrophysical Journal에 게재되고 1월 25일 arXiv 사전 인쇄 사이트에 게재된 기사에서 보고한 바와 같이 영국 주도 그룹은 포스핀을 전혀 발견하지 못했습니다.
"데이터는 대체 가설과 일치합니다. 금성 구름에서 포스핀 대신 이산화황을 발견했습니다."라고 연구 공동 저자인 워싱턴 대학의 천문학 교수인 빅토리아 메도우스는 말했습니다. "이산화황은 금성의 대기에서 세 번째로 흔한 화학 물질이며 생명의 징후로 간주되지 않습니다."
팀은 금성이 수용할 수 있는 수준의 이산화황이 관측을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 천문학자들이 행성의 대기와 황산 구름을 포함하는 가혹한 화학적 환경에 대해 알고 있는 것과 더 일치한다는 것을 보여줍니다. 또한 연구원들은 원래 신호가 행성의 흐린 층에서 비롯된 것이 아니라 훨씬 더 높은 금성의 상층 대기에서 발생했으며 포스핀 분자가 몇 초 안에 파괴될 것임을 보여줍니다. 이것은 신호가 이산화황에 의해 발생했다는 가설을 더욱 뒷받침합니다.
각 화합물은 전파, X선 및 가시광선을 포함한 전자기 스펙트럼의 고유한 파장을 흡수합니다. 천문학자들은 다른 속성들 중에서 행성의 화학적 구성에 대해 배우기 위해 전파, 빛 및 기타 행성의 방출을 사용합니다.
2017년 영국이 이끄는 그룹은 James Clerk Maxwell Telescope 또는 JCMT의 도움으로 266.94GHz의 주파수에서 금성에서 방출되는 전파의 특징을 발견했습니다. 포스핀과 이산화황은 모두 이 주파수 정도의 전파를 흡수합니다. 이 둘을 구별하기 위해 같은 팀은 2019년 ALMA로 금성을 추적 관찰했습니다. 이산화황만 흡수하는 주파수에서 ALMA 관측을 분석한 결과 팀은 금성의 이산화황 수준이 너무 낮아 266.94GHz 신호를 설명할 수 없으며 대신 포스핀에서 나온 것임에 틀림없다는 결론을 내렸습니다.
새로운 연구에서 과학자들은 금성 대기의 조건을 시뮬레이션하는 것으로 시작했으며 이를 JCMT 및 ALMA 데이터 세트에서 볼 수 있거나 볼 수 없는 기능에 대한 포괄적인 해석의 기초로 사용했습니다.
팀은 이 모델을 사용하여 금성 대기의 다양한 수준에 대한 포스핀 및 이산화황 신호와 이러한 신호가 2017년 및 2019년 구성에서 JCMT 및 ALMA에 의해 캡처되는 방법을 시뮬레이션했습니다. JCMT가 수신한 266.94GHz 파형으로 판단할 때, 흡수는 금성의 구름층에서 온 것이 아닙니다. 대신, 관측된 신호의 대부분은 금성 중간권의 표면에서 50마일 이상에서 발생했습니다. 이 고도에서는 가혹한 화학 물질과 자외선이 몇 초 안에 포스핀 분자를 분해합니다.
연구원들은 또한 ALMA 데이터가 금성 대기에 있는 이산화황의 양을 상당히 과소평가했다는 것을 발견했습니다. 영국 주도의 팀은 266.94GHz 신호의 대부분이 포스핀에서 온 것이라고 주장하는 데 사용했습니다.
"2019년 관측 중 ALMA 안테나 구성은 바람직하지 않은 부작용이 있습니다. 금성 대기의 거의 모든 곳에서 찾을 수 있는 가스(예: 이산화황)의 신호는 더 작은 규모로 분포된 가스보다 약한 신호를 제공합니다." 저자 Alex Akins, 제트 추진 연구소의 연구원.
선 가늘어짐(line thinning)으로 알려진 이 현상은 JCMT 관측에 영향을 미치지 않아 JCMT에서 검출된 이산화황의 양을 과소평가하게 됩니다.
Linkowski는 "그들은 ALMA의 인위적으로 약한 신호 때문에 이산화황의 검출률이 낮다고 결론지었습니다."라고 말했습니다. "그러나 우리의 시뮬레이션은 선형 희석 ALMA 데이터가 관찰된 JCMT 신호를 완전히 설명할 수 있는 일반적이거나 심지어 많은 양의 금성 이산화황과 여전히 일치할 것임을 시사합니다."
전 세계의 과학 팀이 지구의 구름으로 덮인 이웃에 대한 새로운 관찰을 관찰하면서 이 새로운 연구는 지질학적, 화학적 또는 생물학적으로 어떤 것이 구름에서 포스핀을 생성해야 한다는 주장에 대한 대안적인 설명을 제공합니다. 그러나 이 신호는 독성 대기, 엄청난 압력, 태양 외부의 태양계 최고 온도 등으로 설명이 더 간단해 보이지만 금성은 여전히 미스터리의 세계로 남아 있으며 우리는 여전히 탐험해야 할 것이 많습니다.