جامعه علمی برای گزارش یک ماده شیمیایی عجیب در ونوس: احتمالاً نه


تصویری از یک سیاره زرد قهوه ای.

در سپتامبر سال گذشته ، یک روزنامه یافته ای تکان دهنده را اعلام کرد: اثبات وجود ماده شیمیایی بسیار ناپایدار در جو زهره. از آنجا که انتظار می رود این ماده شیمیایی در محیط ونوس به سرعت نابود شود ، به نظر می رسد وجود آن وجود یک منبع ثابت از ماده شیمیایی داشته که به نوعی آن را به جو سیاره می رساند. محققان با بررسی اجزای تشکیل دهنده این جو به این نتیجه رسیدند که هیچ روش روشنی برای ایجاد آن وجود ندارد که این یک رمز و راز را ایجاد کند.

زیرا ماده ای شیمیایی به نام فسفین (PH) است3) ، قبلاً به عنوان علامت احتمالی موجودات زنده مطرح شده است ، بلافاصله گمانه زنی ها درباره این احتمال را كه این شواهدی از زنده بودن موجود در ابرهای زهره است ، آغاز كرد.

اما گزارش هایی از این قبیل همواره انتقاد جامعه علمی گسترده را برانگیخته است. اکنون ، ماه ها بعد ، بسیاری از این انتقادات پدید آمده است ، و نویسندگان برگشته اند و برخی از تحلیل های اصلی خود را اصلاح کرده اند. به طور کلی ، بهترین سناریو آنها این است که سطح ماده شیمیایی بسیار پایین تر از گزارش اولیه است. اما بسیاری دیگر از محققان می گویند احتمالاً اصلاً آنجا نیست.

موضوع چیست؟

گزارش اصلی دارای دو بخش اساسی بود. یکی از آنها نگاهی به مسیرهای شیمیایی احتمالی بود که می توانند تحت شرایط موجود در جو زهره فعال شوند. این امر نتوانست تصوری از آنچه که فسفین غیر از زندگی می تواند تولید کند ، ارائه دهد. در اینجا هنوز ممکن است مشکلات بالقوه وجود داشته باشد ، اما تاکنون هیچ مشکلی پدیدار نشده است. در عوض ، انتقاد از تجزیه و تحلیل اولیه به قسمت دوم گزارش ماه سپتامبر متمرکز شد: شواهدی مبنی بر وجود فسفر در جو زهره. این با استفاده از تلسکوپ برای مشاهده نقطه ای از طیف الکترومغناطیسی بدست آمد که فسفین نور را جذب می کند و نشانه ای از وجود آن ایجاد می کند.

به طور کلی ، این شواهد کاملاً محکم به نظر می رسید. این بر اساس داده های دو تلسکوپ است ، بنابراین سخت افزار کمی پیچیده به نظر می رسد. محققان داده ها را با استفاده از دو خط انتقال نرم افزار توسعه یافته به طور مستقل پردازش کردند ، که نشان می دهد ریاضیات تجزیه و تحلیل نیز محکم است. عارضه بزرگ وجود ماده شیمیایی دیگری به نام دی اکسید گوگرد است که می دانیم در جو زهره وجود دارد. دی اکسید گوگرد دارای یک خط امضای طیفی نزدیک به محل سیگنال تولید شده توسط فسفین است.

اما محققان به دنبال امضای طیفی دی اکسید گوگرد دیگر بودند و هیچ موردی را مشاهده نکردند. بنابراین ، آنها به این نتیجه رسیدند که در ارتفاعی که بدنبال فسفین هستند (کمی بالاتر از ابرهای این سیاره) کمیاب است و یا از بین می رود.

انتقادها و حداقل یک سوال واضح بر جنبه های مختلف این تحلیل طیفی تمرکز دارد. اکثر آنها هنوز منتظر بررسی رسمی همتایان هستند. در عوض ، ارتباطات در سرور بررسی همتا arXiv انجام می شود ، که به محققان اجازه می دهد پیش نویس اسناد را قبل از انتشار به اشتراک بگذارند. این انتقادات به چند دسته تقسیم می شوند و ما آنها را به صورت جداگانه در نظر خواهیم گرفت.

مشکل شناخته شده

نویسندگان مقاله اصلی قبلاً به یکی از مشکلات احتمالی پرداخته اند. یکی از تلسکوپ هایی که آنها برای مشاهدات خود از ونوس استفاده کردند ، میلی متر بزرگ آرایه آتاکاما یا ALMA است. همانطور که از نام آن پیداست ، ALMA مجموعه ای از تلسکوپ های کوچکتر است که با هماهنگی کار می کنند. بدیهی است که داده های خام این تلسکوپ ها قبل از استفاده برای هر نوع تجزیه و تحلیل ، نیاز به پردازش و کالیبراسیون گسترده دارند. این معمولاً توسط خود تیم ALMA پردازش می شود ، سپس داده ها را به محققان منتقل می کند و در نهایت آن را در دسترس عموم قرار می دهد.

در این حالت ، کالیبراسیون برخی از مشکلات را داشت و داده ها قبل از قرار گرفتن در بایگانی عمومی پردازش شدند. بنابراین ، محققان برگشتند و با استفاده از داده های به روز شده ALMA ، تجزیه و تحلیل خود را اصلاح کردند. اگرچه آنها می گویند سیگنال هنوز وجود دارد ، اما آنقدر قابل مشاهده نیست. در ابتدا ، محققان تخمین زدند که میزان فسفین حدود 20 قسمت در میلیارد است. با داده های دوباره کالیبره شده ، این میزان به یک تا چهار قسمت در میلیارد می رسد.

محققان هنوز هم می گویند که این کشف “از نظر منطقی ایمن است” ، اما با کاهش سطح آن جلوگیری از سایر منابع سر و صدا آسان می شود.

خطوط لوله دیگر

همانطور که در بالا ذکر شد ، محققان دو خط لوله نرم افزاری مختلف برای پردازش داده ها برای جستجوی سیگنال طیفی فسفین ایجاد کردند. این باعث می شود که این کشف نتواند یک مصنوعات باشد که در جزئیات پردازش پنهان شده است. اما “احتمال کمتری” همان “غیرممکن” نیست.

دو نسخه خطی منتشر شده است که از روشهای دیگر برای پردازش داده های مشابه و جستجوی امضاهای طیفی استفاده می کند. اولین مورد نشان داد که روشی که در مقاله اصلی استفاده می شود ، نویز پس زمینه را به طور مصنوعی سرکوب می کند ، بنابراین معنای قابل مشاهده هر سیگنال را افزایش می دهد. هنگامی که محققان برای رفع این مشکل تجزیه و تحلیل را دوباره انجام می دهند ، تشخیص سیگنال فسفین هنوز در دسترس است ، اما از استانداردهای معمول اهمیت آماری کمتر است زیرا در اطراف آن سر و صدای بیشتری وجود دارد.

سند دوم به سادگی تنظیمات آماری مختلفی را برای داده ها انجام می دهد و می یابد که بیشتر آنها سیگنال فسفین قابل توجهی تولید نمی کنند. بنابراین ، این نیز نتیجه می گیرد که هیچ سیگنال قابل توجهی وجود ندارد.

ما به کجا نگاه می کنیم؟

بخشی از استدلال اولیه در مورد وجود فسفین این است که تجزیه و تحلیل اولیه محققان نشان داد که آنها در حال مشاهده قله های ابر ونوس هستند. این مهم است زیرا ترکیب جو ونوس با ارتفاع متفاوت است ، بر منابع بالقوه سیگنال های گیج کننده تأثیر می گذارد و همچنین بر توانایی زنده ماندن فسفین در هر زمان در محیط شیمیایی تأثیر می گذارد.

اما حداقل دو نسخه خطی در arXiv ظاهر شده است که نشان می دهد داده ها از قله ابر حاصل نشده اند ، بلکه در عوض از ناحیه ای از جو فوقانی به نام مزوسفر بوده اند. اولین نسخه خطی به سادگی بررسی می کند که آیا ممکن است در نهایت سیگنال دی اکسید گوگرد باشد. وی نتیجه گرفت که دی اکسید گوگرد در مزوسفر می تواند سیگنالی تولید کند که تفاوتی با آنچه در گزارش اصلی مشاهده می شود ، نباشد. برای سنجش بهتر ، پروژه همچنین کالیبراسیون داده های ALMA خود را انجام می دهد و سیگنال فسفین را زیر کسری یک میلیارد می بیند.

در مقاله دوم ، نویسندگان از سیستمی استفاده می کنند که طیف جذب را در غلظت های مختلف جو دی اکسید گوگرد و فسفین به نظر می رسد. آنها همچنین دریافتند که وجود دی اکسید گوگرد در مزوسفر سیگنالی تولید می کند که نمی تواند متفاوت از سیگنال تعیین شده در ابتدا توسط فسفین باشد. و شرایط موجود در مزوسفر باعث سرکوب سیگنالهای دی اکسید گوگرد دیگر می شود که گزارش اول استفاده شده برای ادعای عدم وجود آن است.

فسفین در مزوسفر می تواند سیگنال مشابهی تولید کند ، اما محققان تخمین می زنند که محیط متفاوت در آنجا باعث می شود که یک مولکول فسفین معمولی نیمه عمر یک ثانیه داشته باشد. برای به دست آوردن فسفین کافی برای حفظ مزوسفر تأمین شده ، باید با سرعتی بالاتر از تولید اکسیژن توسط همه ارگانیسم های فتوسنتزی روی زمین ساخته شود. با توجه به این که بعید است ، نویسندگان پیشنهاد می کنند که ما به سادگی دی اکسید گوگرد را در نظر داریم.

سرکوب

ورود اخیر ما به دنیای انتقاد از فسفین نیز مدتی طول کشید تا مجدداً اطلاعات اصلی ALMA را مرتب کنیم و دریافتیم که سیگنال فسفین به شدت کاهش یافته است ، بنابراین این با برخی از کارهای تیم های دیگر سازگار است.

اما همچنین این س ofال مطرح می شود که چگونه آرایه تلسکوپ ALMA در طی این مشاهدات پیکربندی می شود. و محققان تخمین می زنند که این پیکربندی نمای امضای دی اکسید گوگرد را محدود می کند ، محققان برای نتیجه گیری در مورد عدم وجود این ماده شیمیایی استفاده می کنند. اگر دی اکسید گوگرد آنجا بود اما یافت نشد ، به راحتی می تواند سیگنالی را که محققان به فسفین نسبت می دهند ، توضیح دهد.

پس اینطور است؟

هیچ یک از آنها در واقع احتمال وجود فسفین در هر سطح را از بین نمی برد ، اگرچه این سطح باید کمتر از آنچه در مطالعه اصلی گزارش شده است باشد. آنچه که آنها در مجموع به دست می آورند نشان می دهد که چندین توضیح ممکن برای سیگنال دیده شده توسط نویسندگان وجود دارد و همه آنها شامل وجود ماده شیمیایی است که ما قبلاً می دانیم در جو زهره وجود دارد. بنابراین این باید به عنوان یک توضیح اساسی از آنچه تاکنون دیده ایم دیده شود.

اکثر مقالات کاملاً واضح نشان می دهند که ، با این وجود ، اهمیت بالقوه یافتن فسفین در آنجا به این معنی است که ارزش دارد مشاهدات پیگیری را با سخت افزاری که به طور خاص پیکربندی و کالیبره شده است ، ارائه دهید تا داده های واضحی درباره آنچه در فضای فوق وجود دارد ، به ما ارائه دهد. .

نکته دیگری که همه اینها را آشکار می کند این است که محققان اصلی ممکن است اشتباه کنند ، اما آنها واقعاً به آن علاقه مند هستند. یکی از اسناد جدید به ویژه از آنها برای به اشتراک گذاشتن نرم افزاری که برای کالیبراسیون و پردازش تصاویر خود استفاده کرده اند ، تشکر می کند که برای ارزیابی مجدد ضروری است. و وقتی اعضای اصلی تیم از مسائل داده های ALMA مطلع شدند ، دوباره برگشتند و تجزیه و تحلیل خود را اصلاح کردند.

بنابراین ، به طور کلی ، به نظر می رسد این یک مورد علمی است که به درستی کار می کند. حتی اگر نتیجه نهایی مرگ یک نتیجه هیجان انگیز باشد ، دیدن صحیح روند کمک می کند تا اطمینان بیشتری نسبت به نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل دقیق دقیق وجود داشته باشد.


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*