De senaste dagarna har vi fått veta Venus atmosfär med till visshet gränsande sannolikhet innehåller ämnet fosfin. [1] Hur kan man avgöra det utan att sända en rymdfarkost för att ta atmosfärsprover?

Gaser avger både emissions- och absorptionsspektra. Molekyler i rörelse sänder ut fotoner (elektromagnetisk strålning) i proportion till sin temperatur. Detta ger karakteristiska emissionsspektra för alla ämnen, men största delen faller utanför det synliga området. Tydliga exempel är neonskyltar med olika färger beroende på gas.

När fotoner med lämpliga frekvenser passerar genom en gas kan de råka träffa på eller nära vissa molekylers egenfrekvens (resonans) och absorberas. Då kan man mäta en karakteristisk dipp (minskning) i det passerande fotonflödet, ett absorptionsspektrum.

Venus-mätningarna har gjorts med radiofrekvenser i millimeterområdet. För att det ska fungera måste radioteleskopen [2] vara mycket högt och ensligt belägna för att inte få med störningar.

Detta är i linje med hur växthusgaser fungerar. Värmestrålning från Jorden absorberas och värmer vår atmosfär analogt med hur en sovsäck håller dig varm trots att det är kallt omkring dig.

[1] Fosfin består av en fosfor- och fyra väteatomer och påminner i sin molekylära uppbyggnad starkt om metan (en kol- och fyra väteatomer)

[2] Ett av observatorierna (med 66 antenner) är ALMA, beläget i Atacamaöknen i södra Chile. https://en.wikipedia.org/wiki/Atacama_Large_Millimeter_Array