SOFIA 未能在金星大气层中发现磷化氢，但争论仍在继续

在金星大气层中对磷化氢的一次又一次的检测似乎又一次停止了——就目前而言。 最新研究，基于 SOFIA 望远镜的数据, 显示飞行天文台没有看到任何磷化氢的迹象。 根据结果​​，如果金星大气层中存在任何磷化氢，其最大值约为十亿分之 0.8，远低于最初的估计。

然而，在 2020 年宣布初步检测到磷化氢的团队不同意研究人员对 SOFIA 数据的解释。

磷化氢是一种可能指示生命存在的气体，对于由英国卡迪夫大学的詹姆斯·格里夫斯 (James Greaves) 领导的原始团队来说，这是一个完全出乎意料的发现。 磷化氢的含量很低，最初报告的含量约为十亿分之二十，但在重新校准和对数据进行新分析后，该数值后来被修正为十亿分之七或更少。 但是，这个数量仍然令人惊讶。

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Greaves 和她的团队将数据公开并提供给所有人，在短短几周内，三项不同的研究使用 Greaves 的团队数据质疑了金星大气中磷化氢的证据，而其他小组此后也证实发现了磷化氢的证据。

最初的探测是基于两台地球射电望远镜的观测，夏威夷的詹姆斯克拉克麦克斯韦望远镜 (JCMT) 于 2017 年观测到它，智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 射电望远镜于 2019 年观测到它. 磷化氢的数量，加上相隔近两年被检测到两次的事实，意味着磷化氢不仅数量惊人，而且持久存在，这意味着它必须存在某种类型的补充源。 云层中的阳光或硫酸应该在气体积聚之前将其消灭。

在最近接受 Planetary Radio 采访时，Greaves 说她的团队已经第四次检测到磷化氢，再次使用 JCMT（该论文即将发表）。 她还表示，她期待来自 SOFIA 的数据。

SOFIA，红外天文平流层天文​​台，是一架波音 747SP 飞机，经过改装可携带 2.7 米（106 英寸）的反射望远镜。 在 13 公里（38,000-45,000 英尺）处飞入平流层，使 SOFIA 超过地球红外线阻挡大气层的 99%，使天文学家能够以地面望远镜无法实现的方式研究宇宙。

这个高度也使天文台位于地球大气中的磷化氢区域之上，避免了地面干扰。 此外，研究人员还使用了 SOFIA 的德国太赫兹天文接收器 (GREAT) 仪器，该仪器的高光谱分辨率使其能够对金星大气中高海拔地区的磷化氢敏感，该大气层位于地球上方约 45 至 70 英里（约 75 至 110 公里）处ground——与原始发现相同的区域。 这些观察是在 2021 年 11 月的三个航班上进行的。

根据他们对数据的解释，没有检测到大气 PH3 的证据

“磷化氢是一种相对简单的化合物——它只是一个带有三个氢的磷原子——所以你会认为它很容易生产。 但在金星上，它是如何制造的并不明显，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体化学和行星科学研究员 Martin Cordiner 在一份报告中说。 美国宇航局博客文章。

但是格里夫斯等人。 迅速扑灭 一篇关于 arXiv 的反驳论文 SOFIA 论文发表后。

“绕过一些仪器效果，我们提取了 6.5 的检测？ [omega] 来自相同数据的信心，”格里夫斯和她的团队写道。 “我们可以通过注意到前者来自金星大气层的‘早晨’而后者来自‘晚上’，从而解决探测和深度下限之间的紧张关系。 阳光会破坏地球大气层中的磷化氢，因此在金星上也类似，我们可能会期望当观察到的大气部分穿过阳光时所采集的数据丰度较低。 如果可以通过这种方式协调六个可用数据集，那么对 PH3 的可能来源（例如火山、不平衡化学、现存生命）的进一步建模似乎是值得的。”

关于金星大气层中磷化氢的问题可能会争论一段时间。 在像 NASA 的 DAVINCI 探测器（稀有气体、化学和成像的金星深层大气调查）这样的航天器——预计将在 2030 年代初到达金星——能够进行原位观测之前，这场辩论的来回可能会继续。