科学界关于金星中一种奇怪化学物质的报告：可能不是

去年9月，一篇论文宣布了一个惊人的发现：证据表明金星大气中存在高度不稳定的化学物质。由于预计该化学物质会在金星环境中很快被销毁，因此它的存在似乎暗示着化学物质的来源稳定，并以某种方式将其馈送到行星大气中。研究人员观察了这种气氛的成分后得出结论，没有明显的产生这种气氛的方法，这产生了一个谜。

由于已经有人提出这种称为膦（PH 3）的化学物质可能是生物的迹象，因此人们立即开始猜测这是否可能是金星云中有生命的证据。

但是像这样的报道总是引起广大科学界的批评。几个月后，现在，很多批评都开始了，作者回去修改了一些初步分析。总的来说，他们最好的情况是该化学物质的含量比最初报道的要小得多。但是许多其他研究人员说，很可能根本不存在。

原始报告有两个关键部分。其中之一是研究在金星中发现的条件下可能具有活性的化学途径。大气层。未能提出关于除生命以外还可以制造膦的任何想法。这里仍然可能存在潜在的问题，但到目前为止还没有出现。相反，对原始分析的批评集中在9月论文的第二部分：膦在金星大气中的证据。这是通过使用望远镜观察电磁光谱中磷化氢吸收光的点（创建其存在的特征）而获得的。

总体而言，这一证据似乎相当有力。它是基于两个望远镜的数据，因此硬件似乎不太可能是一件复杂的事情。研究人员使用两个独立开发的软件管道处理了数据，表明分析背后的数学也很可能可靠。最大的复杂因素是金星大气中存在另一种化学物质二氧化硫。二氧化硫在由膦产生的信号的位置附近具有光谱特征线。

但是研究人员正在寻找二氧化硫的其他光谱特征，但他们没有看到。因此，他们得出结论，在寻找磷化氢的海拔高度（在行星云的上方），这种稀有或不存在。

批评和至少一个明确的问题集中在这种频谱分析的不同方面。他们中的大多数人仍在等待通过正式的同行评审。而是在arXiv预印服务器上进行通信，使研究人员可以在发表论文之前共享论文草稿。这些批评分为许多类别，我们将逐一逐一进行。

原始论文的作者已经解决了潜在的问题之一。他们用于金星观测的望远镜之一是阿塔卡马大毫米波阵列（ALMA）。顾名思义，ALMA是一系列协调工作的小型望远镜。显然，这些望远镜的原始数据需要进行广泛的处理和校准，然后才能用于任何类型的分析。这通常由ALMA团队本身处理，然后将数据交给研究人员，并最终使其公开可用。

在这种情况下，校准会遇到一些问题，并且在将数据放入公共档案之前对其进行了重新处理。因此，研究人员返回并使用更新的ALMA数据重新进行了分析。他们说信号还在，但没有那么明显。最初，研究人员建议磷化氢水平约为20亿分之十。使用重新校准的数据，该值下降到十亿分之一至四分之一之间。

研究人员仍然指出，检测是“合理安全”的。但降低的水平使其他噪声源更容易陷入沼泽。

如上所述，研究人员开发了两种不同的软件管道来处理数据以搜索膦的光谱信号。这使得检测到隐藏在处理细节中的伪像的可能性较小。但是“可能性较小”与“不可能”相同。＆＃34;

已经发布了两个手稿，它们使用其他方法来处理相同的数据并寻找光谱特征。这些中的第一个发现原始纸张所使用的方法可以人为地抑制背景噪声，从而增强任何信号的表观意义。当研究人员重新进行分析以解决此问题时，他们发现磷化氢信号仍然存在，但由于统计上的意义，它仍低于通常的统计意义标准，因为其周围存在更多的噪音。

第二份文件只是简单地尝试对数据进行各种统计拟合，发现其中大多数不会产生明显的膦信号。因此，它也得出结论，那里没有明显的信号。

关于膦的存在的原始论点的一部分是研究人员。原始分析表明他们正在寻找金星的云层。这很重要，因为金星的组成大气随高度变化，影响潜在的混淆信号源，也影响磷化氢在化学环境中存活任意时间的能力。

但是arXiv上至少出现了两份手稿，这些手稿表明这些数据不是来自云层，而是来自高层大气区域，称为中球层。第一篇手稿只是简单地探讨了信号是否实际上可能是二氧化硫。结论是，中层二氧化硫可以产生与原始报告中无法区分的信号。作为一项很好的措施，该草案还对ALMA数据进行了自己的重新校准，并发现磷化氢信号降至每十亿分之一以下。

在第二篇论文中，作者使用了一个系统，该系统模拟了在大气中二氧化硫和膦的浓度不同的情况下的吸收光谱。他们还发现，在中层大气中含有二氧化硫会产生与原始研究将膦化合的信号无法区分的信号。而且，中层大气中的条件也将抑制第一份报告曾经声称不存在的其他二氧化硫信号。

中层中的磷化氢可能产生类似的信号，但研究人员计算得出，那里的不同环境意味着典型的磷化氢分子的半衰期为一秒。为了产生足够的磷化氢以保持中层供应，必须以高于地球上所有光合作用生物产生氧气的速率制造磷化氢。考虑到这种可能性很小，作者建议我们只是在研究二氧化硫。

我们最终进入磷化氢评价的世界还需要花费一些时间来重新校准原始的ALMA数据，并发现磷化氢的信号已大大降低，因此与其他团队所做的一些工作保持一致。

但是，这也涉及到在这些观测期间如何配置ALMA望远镜阵列的问题。研究人员计算出，这种配置将限制研究人员用来推断该化学物质不存在的二氧化硫信号的出现。如果二氧化硫存在但未被检测到，则可以轻松解释研究人员分配给膦的信号。

尽管实际上必须低于原始研究报告的水平，但所有这些方法都无法真正消除磷化氢存在的可能性。他们共同完成的工作表明，对于作者看到的信号有几种可能的解释，并且所有这些都涉及我们已经知道的金星中存在的一种化学物质。大气层。因此，必须将其视为到目前为止我们观察到的主要解释。

大多数论文都非常清楚地表明，无论如何，在那里找到磷化氢的潜在重要性意味着值得用专门配置和校准的硬件进行后续观察，以便获得清晰的数据。金星中存在什么高层大气。

所有这些显而易见的另一件事是，最初的研究人员可能最终会犯错误，但是他们真的有兴趣找出答案。 其中一份新文档特别感谢他们共享用于校准和处理图像的软件，这对于重新分析至关重要。 而且，当最初的团队成员意识到ALMA数据存在的问题时，他们回去重新进行了分析。 因此，总的来说，这似乎是科学应运而生的案例。 即使最终结果是令人兴奋的结果的消亡，查看过程的正确运行也有助于在经过认真的重新分析后仍能确信这些结果。