금성에서의 생활

Life on Venus
1979년 파이오니어 금성 궤도선이 자외선으로 본 금성의 대기.구름에 검은 줄무늬가 생기는 원인은 아직 밝혀지지 않았다.
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이 기사는 다음에 관한 시리즈 중 하나입니다.
Life in the Universe
우주생물학
태양계 거주 가능성
태양계 밖의 생명체

금성에 생명체가 존재할 가능성은 금성의 지구와 가깝고 유사하기 때문에 우주생물학에서 관심의 대상이다.지금까지 그곳에서의 과거 또는 현재 생활에 대한 결정적인 증거는 발견되지 않았다.1960년대 초, 우주선을 통해 수행된 연구는 현재의 금성 환경이 지구에 비해 극단적이라는 것을 보여주었다.연구들은 치솟는 온실 효과가 나타나기 전에 행성 표면에 생명체가 존재할 수 있었는지, 그리고 현대의 금성 대기권 높은 곳에서 잔존 생물권이 지속될 수 있는지에 대해 계속 의문을 제기하고 있다.

극한 표면 온도가 거의 735K(462°C; 863°F)에 달하고 대기압이 지구의 92배에 달하기 때문에 금성의 조건은 우리가 알고 있듯이 수성에 기반을 둔 생명체를 만든다.그러나 몇몇 과학자들은 금성 대기의 [1][2][3]온화한 산성 상층에 열산성 극호성 미생물이 존재할 수 있다고 추측했다.2020년 9월, 잠재적인 생물 [4][5][6]시그니처인 포스핀의 존재를 보고한 연구가 발표되었습니다.그러나,[7][8] 이러한 관측에 의구심이 제기되었다.

2021년 2월 8일 현재, 금성(포스핀 경유)과 화성(메탄 경유)의 생명체 검출 가능성을 고려한 최신 연구가 [9]보고되었다.2021년 6월 2일, NASA는 금성에 관련된 두 가지 새로운 미션, DAVINCI+와 [10]VERITAS를 발표했다.

표면 상태

주요 기사: 금성 관측 및 탐사
금성

금성은 구름으로 완전히 덮여있기 때문에, 표면 상태에 대한 인간의 지식은 우주 탐사선 시대까지 추측에 가까웠다.20세기 중반까지만 해도 금성의 표면 환경은 지구와 비슷하다고 여겨져 금성에 생명체가 살 수 있다고 널리 믿어졌다.1870년, 영국의 천문학자 리처드 A. 프록터는 금성에 생명체가 존재하는 것은 적도 [11]근처에서는 불가능하지만 극 근처에서는 가능하다고 말했다.공상과학 소설 작가들은 1960년대까지 금성이 어떨지 상상하는 데 자유로웠다.그 추측들 중에는 그것이 정글과 같은 환경을 가지고 있거나 석유나 탄산수로 이루어진 바다를 가지고 있다는 것이 있었다.

C가 발표한 극초단파 관측치.1958년 [12]Mayer 등은 고온 선원(600K)을 나타냈다.이상하게도 A가 밀리미터 대역을 관측했습니다.쿠즈민은 훨씬 낮은 온도를 [13]나타냈다.두 개의 경쟁 이론은 특이한 전파 스펙트럼을 설명했는데, 하나는 고온의 전리층에서 비롯되었다는 것이고, 다른 하나는 뜨거운 행성의 표면을 암시한다는 것이다.

1962년, 금성에 대한 첫 번째 성공적인 임무인 마리너 2호가 처음으로 행성의 온도를 측정했고 그것이 "섭씨 약 500도"[14]라는 것을 발견했습니다.그 이후로, 다양한 우주 탐사선으로부터 점점 더 분명한 증거는 금성이 극단적인 기후를 가지고 있다는 것을 보여주었고, 온실 효과는 표면에서 약 500°C의 일정한 온도를 발생시켰다.대기 중에 황산 구름이 있다.1968년, NASA는 금성 표면의 기압이 지구의 [15]75배에서 100배라고 보고했다.이것은 나중에 지구의 거의 100배인 92개의 [16]막대로 수정되었고, 지구의 해양 깊이가 1,000미터가 넘는 것과 비슷했다.이런 환경에서, 그리고 금성 날씨의 적대적인 특성으로 볼 때, 우리가 알고 있는 생명체는 발생할 가능성이 매우 낮다.

베네라 9호는 1975년 [17]다른 행성의 표면에서 첫 번째 이미지를 반환했다.

과거 거주 가능성

과학자들은 치솟는 온실 효과가 행성을 가열하기 전에 표면에 액체 상태의 물이 존재했다면, 금성에 미생물이 형성되었을 수도 있지만, [18]더 이상 존재하지 않을 수도 있다고 추측해왔다.지구로 물을 전달하는 과정이 생명체 거주 지역 근처의 모든 행성들에 공통적이었다고 가정하면, 액체 상태의 물이 Late High Bombramed 기간과 직후에 표면에 존재했을 것으로 추정되어 왔는데, 이것은 단순한 생명체가 형성하기에 충분한 시간일 수 있지만, 이 수치는 불이 켜진 것과 다를 수 있다.몇백만 년에서 몇십억 [19][20][21][22][23]년으로 줄인다.2019년 9월부터의 최근 연구는 금성이 약 30억 년 동안 지표수와 거주할 수 있는 조건을 가졌을 수 있으며 7억 년 전에서 7억 7억 5천만 년 전까지 이 상태였을 수 있다고 결론지었다.만약 맞다면,[24] 이것은 생명체의 형성과 미생물이 공중으로 [25]진화하는 데 충분한 시간이었을 것이다.

Venusian 표면 재료에 대해 매우 작은 분석으니, 그것이 모두가 과거의 생명의 증거, 비록 행성의 지난 500만 years[28]의 resurfacing은 고대 surfac다는 뜻 금성의 현재 극단적인 표면 conditions,[26][27]을 견디고 있는 능력이 장착된 발견될 것이 가능하다.e바위 rema특히 이론상으로는 [27]생물 시그니처를 포함시킬 수 있는 미네랄 트레몰라이트를 함유한 것들이다.

권장 팬스퍼미아 이벤트

금성에 있는 생명체가 오랜 행성 간 항해에서 다세포 생명체의 보존을 용이하게 한 얼음 덩어리 분출로 석판 혈증을 통해 지구에 왔을 수도 있다고 추측되어 왔다."현재 모형은 금성이 거주 가능했을 수도 있다는 것을 보여줍니다.복잡한 생명체는 고방사선의 금성에서 진화해 소행성을 타고 지구로 옮겨졌을지도 모른다.이 모델은 캄브리아기와 오르도비스기를 거치면서 매우 발달한 생물의 맥박이 놀라운 속도로 나타나고 다양해지고 멸종하는 패턴에 적합하며, 이 시기에 나타난 특이한 유전적 다양성을 설명한다."[29]

대격변 이벤트

7억 년에서 7억 5천만 년 사이에, 거의 전지구적인 재표면 사건이 지구의 바위에서 이산화탄소가 방출되어 지구의 [30]기후를 변화시켰다.게다가, 리버사이드 캘리포니아 대학의 연구원들의 연구에 따르면, 목성이 [31]태양 주위를 도는 궤도를 바꾸지 않았다면 금성은 생명체를 지탱할 수 있었을 것이라고 한다.

그 대기의 거주가능성

대기 상태

비록 금성 표면 근처에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없지만, 표면에서 약 50km(31mi)의 고도는 온화한 온도를 가지고 있기 때문에,[32][33] 금성 대기의 그러한 가능성에 대해서는 여전히 찬성하는 의견도 있다.이 아이디어는 1950년 [34]독일의 물리학자 하인츠 하버에 의해 처음 제시되었다.1967년 9월,[26] 칼 세이건과 해롤드 모로위츠는 네이처 저널에 금성 생명체의 문제에 대한 분석을 발표했다.

베네라호, 파이오니어 금성호, 마젤란호의 임무 데이터를 분석한 결과 대기권 상층부에 황화카르보닐, 황화수소, 이산화황 등이 함께 존재하는 것으로 밝혀졌다.베네라는 또한 금성 구름 [35]바로 아래에서 많은 양의 유독 염소를 발견했다.카르보닐 황화물은 [33]유기적으로 생성되기는 어렵지만 화산활동으로 [36]생성될 수 있다.황산은 태양이 이산화탄소, 이산화황, 수증기에 [37]광화학 작용을 하여 대기 상층부에서 생성된다.2020년 파이오니어 금성 데이터의 재분석 결과 염소의 일부가 발견되었으며, 대신 모든 황화수소 스펙트럼 특성은 포스핀과 관련이 있다. 즉, 염소의 농도와 [38]황화수소의 비검출을 의미한다.

태양 복사는 대기 [3]거주 가능 영역을 산성 구름 내에서 51km(65°C)와 62km(-20°C)의 고도로 제한한다.금성 대기의 구름은 생물 활동을 시작할 수 있는 화학 물질을 포함할 수 있고, 광물리학적, 화학적 조건이 지구와 같은 [39][40][41]광축성을 허용하는 구역을 가질 수 있을 것으로 추측되어 왔다.

잠재적 바이오마커

알 수 없는 흡수기

대기권에 살고 있는 가상의 미생물이 존재한다면 태양에서 방출되는 자외선(UV)을 에너지원으로 사용할 수 있을 것으로 추측되고 있는데,[42][43] 이는 금성의 UV 사진에서 관찰된 어두운 선(알 수 없는 UV 흡수체)에 대한 설명이 될 수 있다.이 "알 수 없는 UV 흡수체"의 존재는 칼 세이건이 1963년 자외선을 [44]흡수하는 물질이라는 상층 대기 미생물의 가설을 제안하는 기사를 발표하게 만들었다.

2019년 8월, 천문학자들은 금성과 금성의 대기 중 장기간에 걸친 자외선 흡수율 및 알베도 변화 패턴을 보고했는데, 이는 알려지지 않은 화학 물질이나 대기 [45][46]중 높은 곳에 있는 미생물 군락을 포함할 수 있는 "알 수 없는 흡수체"에 기인한다.

2020년 1월, 천문학자들은 금성이 현재 (현재로부터 250만년 이내에) 화산 활동을 하고 있다는 증거를 보고했으며, 이러한 활동의 잔여물은 금성 [47][48][49]대기에 있는 가능한 미생물의 잠재적인 영양 공급원이 될 수 있다.

2021년에는 "알 수 없는 UV 흡수체"의 색상이 "붉은 기름"의 색과 일치한다고 제안되었는데, 이는 농축 황산에 [50]용해된 유기 탄소 화합물의 혼합물로 구성된 알려진 물질이다.

포스핀

2020년 포스핀 검출

2020년 9월에 발표된 연구에 따르면 금성 조건 [4][5][6]하에서 존재하거나 가능한 알려진 비생물학적 생성 방법과는 관련이 없는 Atacama Large Millimeter Array(ALMA) 망원경에 의해 금성 대기에서 포스핀(PH3)이 검출되었다.포스핀과 같은 분자는 금성 대기에서 지속되지 않을 것으로 예상된다. 왜냐하면 자외선을 쬐면 물과 이산화탄소와 반응하기 때문이다.PH는3 지구상의 혐기성 생태계와 연관되어 있으며, 무독성 행성의 [51]생명체를 나타낼 수 있습니다.관련 연구에 따르면 금성 구름에서 검출된 포스핀(20ppb) 농도는 "충분한 생명체 양"을 나타내며, 나아가 전형적인 예측 바이오매스 밀도는 "지구 [52][53]대기 생물권의 평균 바이오매스 밀도보다 몇 배 낮은 수준"이었다.2019년 현재 알려진 비생물학적 과정은 (가스 거대 행성이[54] 아닌) 육지 행성에서 상당한 양의 포스핀 가스를 생성한다.포스핀은 무기 인화물이 함유된 감람의 라바에서 풍화작용을 하는 지질학적 과정에 의해 생성될 수 있지만, 이 과정은 지속적이고 거대한 화산 [55]활동을 필요로 한다.따라서, 검출 가능한 양의 포스핀은 [56][57]생명을 나타낼 수 있다.2021년 7월, [58]맨틀에서 분출된 포스핀의 화산 기원이 제안되었다.

2020년 10월 5일, 국제천문연맹의 우주생물학 위원회 F3의 웹사이트에 발표된 성명에서, 포스핀에 관한 2020년 9월 논문의 저자들은 비윤리적인 행동으로 비난 받았고,[59] 비과학적이고 대중을 현혹한다는 비난을 받았다.그 위원회 위원들은 IAU의 성명과는 거리를 두었으며, IAU가 자신들 모르게 또는 [60][61]승인 없이 발표되었다고 주장했다.그 성명서는 그 직후 IAU 웹사이트에서 삭제되었다.IAU의 언론 연락 담당 라스 린드버그 크리스텐슨은 IAU가 서한의 내용에 동의하지 않으며 IAU [62]자체가 아닌 F3 위원회 내 그룹에 의해 발행되었다고 밝혔다.

2020년 10월 하순까지, 2020년 9월의 최초 출판물에 사용된 ALMA와 이후 James Cluck Maxwell Telescope(JCMT) 데이터에 의해 수집된 데이터의 데이터 처리 검토 결과, 포스핀의 스펙트럼 특징을 포함한 여러 개의 유사 라인이 발생하는 배경 보간 오류가 밝혀졌다.백그라운드를 적절히 감산한 데이터를 재분석해도 포스핀[63][64][65] 검출이 되지 않거나 [66]최초 추정치의 20배인 1ppb 농도로 검출된다.

예3: PH 스펙트럼은 재처리된 데이터의 [67]재분석에 근거해 연속체 화상에 중첩된 동그라미 영역으로부터의 것이다.

2020년 11월 16일, ALMA 직원은 9월 14일에 발표된 원래 연구의 과학자들이 사용한 데이터의 수정 버전을 발표했다.같은 날, 이 연구의 저자들은 새로운 데이터를 이용한 재분석을 발표했는데, 새로운 데이터는 행성 평균 PH 풍부성이3 이전 ALMA 처리의 데이터보다 약 7배 낮고, 위치별로 다를 가능성이 높으며, JCMT의 다양성 검출에 따라 약 20배까지 일치할 수 있다고 결론지었다.실질적으로 시간 내에.그들은 또한 Villanueva 등의 중요한 연구에서 제기된 결론에 이의를 제기하고 지금까지 다른 화합물의 존재로 [68][69][70][67]데이터를 설명할 수 없다는 것을 발견했다.저자들은 JCMT 데이터의 보다 고도의 처리가 [67]진행 중이라고 보고했다.

포스핀의 기타 측정값

1978년 파이오니어 금성 멀티프로브가 수집한 현장 데이터를 재분석한 결과 금성 대기 [38]중에 포스핀과 그 해리 생성물이 존재한다는 사실도 밝혀졌다.2021년 추가 분석 결과 극미량의 에탄, 황화수소, 아질산염, 질산염, 시안화수소,[71] 암모니아가 검출되었습니다.

포스핀 신호는 JCMT를 사용하여 수집된 데이터에서도 검출되었지만,[7] ALMA를 사용하여 발견된 것보다 훨씬 약했다.

2020년 10월, 2015년 보관된 적외선 스펙트럼 측정의 재분석 결과 금성 대기에서 포스핀이 검출되지 않아 포스핀 부피 농도의 상한치가 10억분의 5(2020년 [72]무선 대역 측정치의 1/4)로 설정되었다.그러나 이러한 관측에 사용된 파장(10미크론)은 [7]금성 대기의 구름 꼭대기에서만 포스핀을 검출했을 것이다.

계획한 포스핀 수치 측정

ALMA는 COVID-19 대유행에 대응하여 1년 동안 중단된 후 2021년 초에 재개될 것으로 예상되며, 진행 중인 조사에 [70]대한 통찰력을 제공할 수 있는 추가 관찰을 가능하게 할 수 있다.

논란에도 불구하고 NASA는 금성에 미래 임무를 보내는 초기 단계에 있다.VERITAS(Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectrocopy)는 31년 전에 찍힌 것보다 훨씬 더 높은 품질의 새로운 지표면 이미지를 얻기 위해 구름을 통해 볼 수 있는 레이더를 운반할 것이다.다른 하나는 대기 심층 금성탐사(DAVINCI+)가 실제로 대기권을 통과해 내려갈 때 공기를 샘플링하여 [73][74]포스핀을 검출할 것입니다.2021년 6월, NASA는 DAVINCI+와 VERITAS를 2020년 2월에 2028-2030년 사이에 발사하기 위한 NASA의 [75]디스커버리 2019 경쟁의 일환으로 선정된 4개의 미션 컨셉 중에서 선정할 것이라고 발표했습니다.

수성을 연구하기 위해 2018년에 발사된 베피콜롬보는 2020년 10월 15일과 2021년 8월 10일에 금성을 통과했다.프로젝트 과학자인 요하네스 벤호프는 베피콜롬보의 메르티스(MERTIS, Mercury Radiometer and Thermal 적외선 분광계)가 포스핀을 검출할 수 있을 것이라고 믿지만 "우리의 계측기가 충분히 민감한지는 알 수 없다"[76]고 말했다.

포스핀 라인과 이산화황 라인의 혼동

2021년 1월 발표된 새로운 연구에 따르면, 금성 구름의 포스핀에 기인하는 266.94GHz의 스펙트럼선은 중간권의 [77]이산화황에 의해 생성되었을 가능성이 더 높았다.그 주장은 2021년 4월에 이용 가능한 자료와 일치하지 않는다는 이유로 반박되었다.금성 대기의 PH 검출량은3 약 7ppb로 [78]회복되었다.2021년 8월까지 이산화황에 의한 오염 의심은 2019년 ALMA 스펙트럼에서 포스핀 스펙트럼 라인 대역의 잠정 신호에 10%, 2017년 [79]ALMA 스펙트럼에서 약 50%만 기여하는 것으로 나타났다.

금성 생화학

전통적인 수성 생화학은 금성 조건에서는 거의 불가능하다.2021년 6월, 우주 탐사선의 데이터를 바탕으로 금성 구름의 물 활동 수준을 계산한 결과, 알려진 극친위 박테리아가 [80][81]생존하기에는 조사된 장소에서 이 수치가 2등급이 너무 낮았다.

2021년 8월, 포화 탄화수소조차 금성 구름의 초산 상태에서는 불안정하기 때문에 세포 기반의 금성 생명체 개념에 문제가 있다는 주장이 제기되었다.대신, 금성 "생명체"는 농축 황산에 [50]용해된 다환식 탄소 화합물의 혼합물로 구성된 물질인 "붉은 기름"의 자기 복제 분자 구성 요소에 기초할 수 있다는 제안이 제기되었습니다.

2021년 12월, 금성 생명체가 화학적으로 가장 그럴듯한 원인으로 사용 가능한 화학물질로부터 암모니아를 생산하여 생명을 가진 물방울이 산성 pH가 1이 적은 아황산암모늄의 슬러리가 될 수 있다는 것이 제안되었다.이 물방울들은 금성 대기에서 관찰된 아황산가스의 분포를 설명하면서, 그들이 가라앉을 때 상층 구름층의 이산화황을 고갈시킬 것이고,[82] 구름을 생명체가 살고 있는 일부 극한의 지상 환경보다 더 산성이 높지 않게 만들 것이다.

금성생활의 투기적 생애주기

2020년의 가설 논문은 금성의 미생물 생명은 2단계의 수명 주기를 가질 수 있다고 시사했다.이러한 주기의 대사 활성 부분은 액체의 치명적인 손실을 피하기 위해 구름 방울 안에서 일어나야 할 것이다.이러한 물방울들이 중력의 힘으로 가라앉을 정도로 충분히 커진 후, 유기체들은 그들과 함께 더 뜨거운 하층으로 떨어져 건조하게 되고, 작은 규모의 [83]난기류에 의해 거주 가능한 층으로 다시 올라갈 수 있을 정도로 작고 가벼워진다.

2021년의 가설 논문은 금성의 낮은 안개 층이 큰 정체 상태에 있어 작은 입자의 경우에도 안개 층에서 상대적으로 거주 가능한 구름으로 되돌아가는 것을 지적하며 위의 개념을 비판했습니다.대신, 주어진 바이오매스의 양에 대해 유기체가 최대한 흡수(어두움)되도록 진화하고 더 어둡고 태양열을 받은 구름 영역이 유기체에 [50]의해 시작된 열 상승 기류에 의해 떠 있는 상태로 유지되도록 하는 구름 내 진화 모델이 제안되었다.

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태양계의 다른 천체에서도 생명체가 존재할 수 있음

레퍼런스

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