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À quoi ressemble la phosphine sur Vénus pourrait en fait être du dioxyde de soufre

Il n’existe pas de bataille scientifique à l’ancienne. Lorsque la découverte contestée a été l’une des choses les plus générales et les plus intrigantes de l’année écoulée, elle doit être encore plus intéressante. Une équipe de chercheurs dirigée par Andrew Linkowski Et le Victoria Meadows À l’Université de Washington (UW), la participation de membres de divers laboratoires de la NASA et d’autres universités a remis en question la découverte. Phosphine Dans l’atmosphère de Vénus qui était Il a été annoncé pour la première fois L’année dernière. Leur explication est beaucoup plus simple: c’était probablement le dioxyde de soufre, L’une des substances les plus abondantes déjà connues dans l’atmosphère de Vénus.

Leur modèle prend en compte deux facteurs de correction importants pour l’étude originale. La première était de corriger l’emplacement dans l’atmosphère de Vénus où le signal montrant la phosphine avait déjà été observé. La seconde consiste à corriger la quantité totale de dioxyde de soufre présent dans l’atmosphère de Vénus au moment où les observations ont été faites.

Dans cet ordinateur, Maat Mons est représenté à partir d’une perspective tridimensionnelle de la surface de Vénus. Cette image de Magellan a été publiée par la NASA le 22 avril 1992.
Crédit: NASA

Les observations utilisées comme base pour l’article original annonçant la découverte de la phosphine comme deux sources de données, le télescope James Clerk MaxwellJCMT) En 2017 et Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (Alma) En 2019. Tous deux sont des radiotélescopes, et ils détectent la présence de différents matériaux en observant les fréquences dans lesquelles leurs signaux sont absorbés par leur cible d’observation. Différentes fréquences sont associées à différents matériaux, de sorte qu’avec de bonnes mathématiques, les chercheurs peuvent différencier les différents matériaux dans leur cible observée.

Malheureusement, certains matériaux sont très proches les uns des autres dans leurs spectres d’absorption. Le dioxyde de soufre et la phosphine sont tous deux très proches de 266,94 GHz. À l’origine, l’équipe a remarqué une très forte diminution de cette fréquence dans les données du JCMT, indiquant qu’elle avait été absorbée par quelque chose, mais il n’était pas clair s’il s’agissait de phosphine ou de dioxyde de soufre.

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Vidéo de l’Université du Texas sur la découverte de la phosphine sur Vénus.

Pour se débarrasser du dioxyde de soufre comme filtre, l’équipe s’est tournée vers les données d’ALMA pour surveiller les longueurs d’onde où seul le dioxyde de soufre a un effet. Ils ont découvert que du dioxyde de soufre était présent, mais pas à des niveaux suffisamment élevés pour expliquer le signal observé dans les données du JCMT il y a quelques années. Par conséquent, ils ont conclu que le signal JCMT était au moins en partie causé par la présence de phosphine.

Cette découverte a déjà provoqué de nombreux Débat Sans limite La communauté scientifique. Lorsque les chercheurs de l’Université de Washington ont entrepris de prouver cette découverte, ils ont remarqué quelque chose dans les données du JCWT que l’équipe d’origine semblait soit mal interpréter, soit ignorer. La forme d’onde à 266,94 GHz indique que les données collectées par le télescope ne provenaient pas, en fait, de la couche nuageuse vénusienne comme suggéré par l’équipe d’origine. Au lieu de cela, il provenait de la haute atmosphère de Vénus, à environ 50 miles de la surface de la planète.

Image du télescope James Clerk Maxwell
Télescope James Clerk Maxwell.
Crédit d’image: www.jach.hawaii.edu

Cette distinction est importante pour plusieurs raisons. Plus important encore, la phosphine est si fragile à ces hautes altitudes qu’elle est plus susceptible d’être endommagée par le rayonnement à cette altitude. L’équipe de l’Université de Washington a calculé que pour maintenir les niveaux de phosphine contenus dans l’article original, Vénus devrait pomper 100 fois plus de phosphine dans son atmosphère que la Terre ne pomperait l’oxygène de toute la Terre. Photosynthèse Sur sa surface combinée.

En effet, cela semble être un scénario peu probable. Cependant, l’équipe de l’Université de Washington a trouvé un autre facteur de complication dans l’ensemble de données d’origine. Il est possible que la quantité de dioxyde de soufre dans l’atmosphère de Vénus ait été largement sous-estimée dans les données ALMA.

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Alma
Deux antennes Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) de 12 mètres scrutent le ciel sur le site d’exploitation Array (AOS) de l’observatoire.
Crédit: ALMA

ALMA a la capacité de détecter des gaz presque partout sur sa cible de surveillance. Bien que cela présente certains avantages importants, le problème est que des gaz plus largement distribués, tels que le dioxyde de soufre qui se trouverait sur Vénus, donnent des signaux plus faibles que les sources ponctuelles concentrées dans une zone spécifique.

Cet effet est appelé «atténuation de la ligne spectrale» et n’affecte pas les autres télescopes tels que le JCMT. Des chercheurs de l’Université de Washington ont recalculé la quantité de dioxyde de soufre initialement présente dans les données JCMT, en utilisant les valeurs révisées des données ALMA pour corriger la dilution des raies spectrales, et ont constaté que l’ensemble du signal JCMT à 299,64 GHz ne pouvait être calculé qu’avec du SO2. .

Image atmosphérique de Vénus brillant dans l'infrarouge.
Image atmosphérique de Vénus brillant dans l’infrarouge, par Akatsuki.
Crédits: JAXA

Ces résultats suggèrent une justification beaucoup plus simple de l’existence de la phosphine sur Vénus – qu’il n’y a, en fait, rien, et c’est juste une lecture biaisée du dioxyde de soufre qui a conduit au signal qui a provoqué tant d’excitation l’année dernière. Pour être crédités pour l’équipe d’origine, ils ont demandé à d’autres scientifiques de regarder leurs données et de valider ou d’invalider leurs découvertes, comme l’exige la méthode scientifique. C’est l’une des meilleures choses à propos des combats scientifiques – ils sont basés sur une vérité objective plutôt que sur des opinions individuelles, et les inimitiés personnelles restent généralement hors de discussion, comme le montre cet article dissident.

Habituellement, les résultats de ces désaccords conduisent également à une meilleure compréhension de notre univers et de notre place dans celui-ci, et cela semble certainement être le cas ici. Nous pourrions également être en mesure d’économiser des millions de dollars pour rechercher un indice fictif d’un produit chimique qui n’était pas là en premier lieu. Quoi qu’il en soit, c’est exactement comme cela que la méthode scientifique est censée fonctionner – bien fait à la fois par l’équipe de reporting d’origine et l’équipe UW.

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J’en sais plus:
Votre: Une nouvelle étude montre que la phosphine présumée sur Vénus est probablement du dioxyde de soufre ordinaire
arXiv: La détection présumée de PH3 dans les nuages ​​de Vénus est compatible avec le dioxyde de soufre fluorescent
À l’extérieur: Peut-être que les volcans pourraient expliquer la phosphine dans l’atmosphère de Vénus
NBC: Les «signes de vie» sur Vénus pourraient bien être du gaz sulfureux ordinaire.

Image principale:
Vénus capturée par Mariner 10.
Crédit: NASA / JPL-Caltech

Delphine Perrault

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