金星在许多方面被认为是地球的孪生兄弟。然而，最近用平流层红外天文台（SOFIA）进行的观测现在已经使一个区别更加清晰。与地球不同，金星没有任何明显的磷化氢。磷化氢是一种发现于地球大气层的气体。2020年，在金星云层上方发现磷化氢的消息成为头条新闻，因为它具有作为生物标志物的强大潜力。
换句话说，磷化氢的存在可能是生命的一个指标。尽管它在木星和土星等气体行星的大气中很常见，但地球上的磷化氢与生物学有关。在我们的星球上，它是由沼泽、湿地和沼泽中的有机物腐烂形成的。
"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--所以你会认为这将是相当容易生产的。但是在金星上，它是如何被制造出来的并不明显。"位于马里兰州格林贝尔特的美国航空航天局戈达德太空飞行中心的天体化学和行星科学研究员马丁-科迪纳说。
在一个多岩石的星球上可能还有其他潜在的方式来形成磷化氢，比如通过闪电或火山活动，但如果金星上根本没有任何磷化氢，这些都不适用。而根据SOFIA的观测结论，它并不存在。
在2020年的研究之后，一些不同的望远镜进行了后续观测，以确认或反驳这一发现。科迪纳和他的团队紧随其后，使用SOFIA进行搜索。
来自SOFIA的光谱数据覆盖在这张来自美国宇航局水手10号飞船的金星图像上，这就是研究人员在研究中观察到的，显示了来自金星不同波长的光强度。如果金星的大气层中存在大量的磷化氢，那么在标有 "PH3 "的四个位置就会出现图表中的凹陷，与两端看到的相似但不那么明显。
一架阿姆斯特朗F/A-18为NASA的SOFIA 747进行护航和拍照。SOFIA在2014年实现了全面的运行能力，并在2022年9月29日结束了其最后一次科学飞行。资料来源：美国国家航空航天局/吉姆-罗斯
最近退役的SOFIA是一架飞机上的天文台，在2021年11月的三次飞行中，它在金星的天空中寻找磷化氢的暗示。由于它从地球的天空进行操作，SOFIA可以进行地面观测站无法获得的观测结果。它的高光谱分辨率也使它能够在金星大气层的高空对磷化氢敏感，也就是离金星地面约45至70英里（约75至110公里）的区域。
研究人员没有发现磷化氢的迹象。根据他们的结果，如果金星大气中存在任何磷化氢，那也是每10亿份其他东西中最多有只有大约0.8份磷化氢，这比最初的估计小得多。
将SOFIA的望远镜对准金星本身就是一个挑战。可以观察金星的时间很短，大约在日落后半小时，而且飞机需要在正确的时间出现在正确的地点。金星也会经历与月球相似的阶段，这使得望远镜很难对准这个星球。再加上它在天空中接近太阳--望远镜必须避开它。
"你不希望太阳光意外地照射到你敏感的望远镜仪器上，"科迪纳说。"当你进行这类敏感的观测时，太阳是你在天空中最不想看到的东西。"
尽管该小组在紧张的观测后没有发现磷化氢，但该研究是成功的。连同来自其他在金星大气层内探测深度不同的观测站的补充数据，SOFIA的结果有助于建立反对在金星大气层的任何地方，从赤道到极地的磷化氢的证据。
SOFIA是美国宇航局和德国航天局的一个联合项目。德国航天局提供了望远镜、预定的飞机维护以及对任务的其他支持。美国宇航局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚的大学空间研究协会和位于斯图加特大学的德国SOFIA研究所合作，管理SOFIA计划、科学和任务运作。该飞机由美国宇航局位于加州帕姆代尔的阿姆斯特朗飞行研究中心703大楼维护和运行。SOFIA在2014年实现了全面的运行能力，并在2022年9月29日结束了其最后一次科学飞行。