لا يوجد شيء مثل معركة علمية قديمة الطراز. عندما يكون الاكتشاف الذي يتم الطعن فيه واحدًا من أكثر الاكتشافات إثارة للفضول والعامة في العام الماضي ، فمن المؤكد أنه سيكون أكثر إثارة للاهتمام. فريق من العلماء بقيادة أندرو لينكوسكي و فيكتوريا ميدوز في جامعة واشنطن (UW) ، وإشراك أعضاء من مجموعة متنوعة من مختبرات ناسا والجامعات الأخرى ، تحدى اكتشاف الفوسفين في جو كوكب الزهرة الذي كان أعلن لأول مرة العام الماضي. تفسيرهم أبسط بكثير: كان على الأرجح ثاني أكسيد الكبريت ، واحدة من أكثر المواد وفرة المعروفة بالفعل بوجودها في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.
يأخذ نموذجهم في الاعتبار عاملي تصحيح مهمين للدراسة الأصلية. الأول كان تصحيح الموقع في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة حيث لوحظ في الواقع الإشارة التي تظهر الفوسفين. ثانيًا ، كان تصحيح الكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكبريت الموجود في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة في وقت إجراء الملاحظات.
يتم عرض ماعت مونس في هذا الكمبيوتر المتولد عن منظور ثلاثي الأبعاد لسطح كوكب الزهرة. تم إصدار صورة ماجلان هذه من وكالة ناسا في 22 أبريل 1992.
الائتمان: ناسا
استخدمت الملاحظات كأساس للورقة الأصلية التي أعلنت عن اكتشاف الفوسفين مصدرين للبيانات ، تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل (James Clerk Maxwell Telescope) JCMT ) في عام 2017 ومصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / المليمترية ( روح ) في عام 2019. كلاهما من التلسكوبات الراديوية ، ويكشفان عن وجود مواد مختلفة من خلال مراقبة الترددات التي يتم فيها امتصاص إشاراتها بواسطة هدف المراقبة الخاص بهم. ترتبط الترددات المختلفة بمواد مختلفة ، لذلك مع بعض الرياضيات الرائعة ، يمكن للباحثين التفريق بين المواد المختلفة في هدفهم المرصود.
لسوء الحظ ، فإن بعض المواد تكون قريبة جدًا من بعضها البعض في أطياف امتصاصها. يتصادف أن يكون ثنائي أكسيد الكبريت والفوسفين من هذه المواد - وكلاهما قريب جدًا من 266.94 جيجا هرتز. في الأصل ، لاحظ الفريق انخفاضًا كبيرًا جدًا في هذا التردد في بيانات JCMT ، مما يشير إلى أنه تم امتصاصه بواسطة شيء ما ، ولكن لم يكن واضحًا ما إذا كان الفوسفين أو ثاني أكسيد الكبريت.
فيديو من جامعة تكساس يناقش اكتشاف الفوسفين على كوكب الزهرة.
للتخلص من ثاني أكسيد الكبريت كمرشح ، لجأ الفريق إلى البيانات من ALMA لمراقبة الأطوال الموجية حيث يكون لثاني أكسيد الكبريت فقط تأثير. لقد وجدوا وجود ثاني أكسيد الكبريت ، ولكن ليس بمستويات عالية بما يكفي لحساب الإشارة التي لوحظت في بيانات JCMT قبل بضع سنوات. لذلك ، خلصوا إلى أن إشارة JCMT نتجت جزئيًا على الأقل عن وجود الفوسفين.
هذا الاكتشاف قد تسبب بالفعل في الكثير من النقاش في حدود المجتمع العلمي . عندما شرع باحثو جامعة واشنطن في إثبات هذه النتيجة ، لاحظوا شيئًا في بيانات JCWT يبدو أن الفريق الأصلي إما يسيء تفسيره أو يغفل عنه. يشير شكل الموجة عند 266.94 جيجاهرتز إلى أن البيانات التي جمعها التلسكوب لم تكن ، في الواقع ، من الطبقة السحابية لكوكب الزهرة كما اقترح الفريق الأصلي. وبدلاً من ذلك جاءت من الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة ، على بعد حوالي 50 ميلاً من سطح الكوكب.
تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل.
رصيد الصورة: www.jach.hawaii.edu
هذا التمييز مهم لعدة أسباب. الأهم من ذلك ، أن الفوسفين هش للغاية في هذه الارتفاعات العالية ، حيث من المرجح أن يتلف بسبب الإشعاع الموجود على هذا الارتفاع. حسب فريق جامعة واشنطن أنه من أجل الحفاظ على مستويات الفوسفين الموجودة في الورقة الأصلية ، يجب أن يضخ كوكب الزهرة 100 مرة من الفوسفين في غلافه الجوي أكثر مما تضخه الأرض من الأكسجين من جميع أنحاء العالم. البناء الضوئي على سطحه مجتمعة.
بالفعل يبدو أن هذا سيناريو غير محتمل. ومع ذلك ، وجد فريق جامعة واشنطن عاملاً معقدًا آخر في مجموعة البيانات الأصلية. من المحتمل أن كمية ثاني أكسيد الكبريت الموجودة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة قد تم التقليل من شأنها بشكل كبير في بيانات ALMA.
اثنان من هوائيات Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) التي يبلغ قطرها 12 مترًا تحدق في السماء في موقع عمليات Array (AOS) التابع للمرصد.
الائتمان: ALMA
ALMA لديه القدرة على اكتشاف الغازات في أي مكان تقريبًا على هدف المراقبة الخاص به. في حين أن هذا له بعض المزايا المهمة ، فإن المشكلة تكمن في أن الغازات التي يتم توزيعها على نطاق أوسع ، مثل ثاني أكسيد الكبريت الذي سيكون على الزهرة ، تعطي في الواقع إشارات أضعف من المصادر النقطية التي تتركز في منطقة معينة.
يسمى هذا التأثير 'تخفيف الخط الطيفي' ، ولا يؤثر على التلسكوبات الأخرى مثل JCMT. أعاد باحثو جامعة واشنطن حساب كمية ثاني أكسيد الكبريت الموجودة أصلاً في بيانات JCMT ، باستخدام القيم المعدلة لبيانات ALMA لتصحيح تخفيف الخط الطيفي ، ووجدوا أن إشارة JCMT بأكملها عند 266.94 جيجا هرتز يمكن حسابها فقط بواسطة ثاني أكسيد الكبريت.
صورة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة يتوهج بالأشعة تحت الحمراء ، تم التقاطها أكاتسوكي .
الائتمان: JAXA
تشير هذه النتائج إلى أساس منطقي أبسط بكثير لوجود الفوسفين على كوكب الزهرة - أنه لا يوجد في الواقع أي شيء ، وكانت مجرد قراءة منحرفة لثاني أكسيد الكبريت هي التي أدت إلى الإشارة التي تسببت في الكثير من الإثارة العام الماضي. يُحسب للفريق الأصلي ، فقد طلبوا من العلماء الآخرين النظر في بياناتهم والتحقق من صحة النتائج التي توصلوا إليها أو إبطال نتائجهم ، تمامًا كما تتطلب الطريقة العلمية. هذا أحد أفضل الأشياء حول المعارك العلمية - فهي تستند إلى حقائق موضوعية بدلاً من آراء فردية ، وعادةً ما تظل العداوات الشخصية بعيدة عن المناقشة ، كما يبدو مع هذه الورقة المخالفة.
عادة ما تؤدي نتائج هذه الخلافات أيضًا إلى فهم متزايد لكوننا ومكاننا فيه ، ويبدو أن هذا هو الحال بالتأكيد هنا. قد نكون قادرين أيضًا على توفير ملايين الدولارات لمتابعة إشارة وهمية لمواد كيميائية لم تكن موجودة في المقام الأول. في كلتا الحالتين ، هذه هي بالضبط الطريقة التي من المفترض أن تعمل بها الطريقة العلمية - أحسنت من قبل كل من فريق إعداد التقارير الأصلي وفريق جامعة واشنطن.
يتعلم أكثر:
لك: أظهرت دراسة جديدة أن الفوسفين المزعوم على كوكب الزهرة من المرجح أن يكون ثاني أكسيد الكبريت العادي
arXiv: يتوافق الكشف المزعوم عن PH3 في سحب كوكب الزهرة مع ثاني أكسيد الكبريت المسفيري
خارج: ربما يمكن أن تفسر البراكين الفوسفين في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة
ان بي سي: قد تكون 'علامات الحياة' على كوكب الزهرة مجرد غاز كبريت عادي.
الصورة الرئيسية:
التقطت صورة كوكب الزهرة بواسطة مارينر 10.
الائتمان: NASA / JPL-Caltech
