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金星存在生命迹象?科学家首次在其大气中探测到磷化氢

研究团队评估了可能在金星大气中生成磷化氢的各种非生物方式。但研究人员认为,没有一种过程——如火山喷发、闪电或涉及金星表面矿物质的光化学反应——足以生产出这么高浓度的磷化氢。金星大气层内可能存在生命。近

研究团队评估了可能在金星大气中生成磷化氢的各种非生物方式。但研究人员认为,没有一种过程——如火山喷发、闪电或涉及金星表面矿物质的光化学反应——足以生产出这么高浓度的磷化氢。

金星大气层内可能存在生命。

近日,英国皇家天文学会的科学家首次在金星的大气层中发现了疑似存在生命的迹象——磷化氢,这一发现可能代表着金星大气层中存在着某种未知形式的生命。

磷化氢(化学式为 PH3)是一种无色、剧毒、易燃的气体,一般很难通过天然的环境来生成,相反很容易在生物代谢中生成,尤其是在缺氧情况下,由厌氧生物生成。

而除此之外,唯一已知的来源就只有人类在工业制造活动中产生磷化氢气体。

科学家认为,在没有生命的情况下,制造磷化氢需要异常高的温度和大量的能量。

研究团队评估了可能在金星大气中生成磷化氢的各种非生物方式。但研究人员认为,没有一种过程——如火山喷发、闪电或涉及金星表面矿物质的光化学反应——足以生产出这么高浓度的磷化氢。

尽管这些新的发现远远不能说明金星上存在或曾经存在生命,但仍然开启了一个研究金星和其他行星生命活动的新窗口。该研究成果发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上。

(来源:Nature Astronomy)

一直以来,科学家寻找生命迹象的时候更多将目光放在火星以及木星、土星的卫星上,金星受到的关注要少得多。

从现有的研究来看,金星的恶劣环境大大降低了生命存在的可能性,金星表面的温度高达 900 华氏度,地表气压大约是地球上气压的 100 倍,且空气中 96% 以上是二氧化碳,其空气令人窒息。

这颗行星的大部分大气层也相当不适宜居住,弥漫着厚厚的 “硫酸云”,以及比地球上最极端环境的酸性还要强得多的云滴。大气中也缺乏营养物质。

“金星对于任何生命来说,都是一个非常具有挑战性的环境。” 麻省理工学院的行星专家萨拉 · 西格尔(Sara Seager)说。

此次,由卡迪夫大学的简 · 格里夫斯(Jane Greaves)领导的天文学家们在金星的大气中探测到了磷化氢的光谱指纹。麻省理工学院(MIT)的科学家们此前曾证明,如果这种恶臭的有毒气体在一颗多岩石的类地行星上被探测到,那么它只能由那里的生命体产生。研究人员使用位于夏威夷的詹姆斯 · 克拉克 · 麦克斯韦望远镜(JCMT)和阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波阵列(ALMA)进行了探测。

研究团队首先用 JCMT 的一台光谱仪来分析金星大气的化学构成,发现了云层中有少量磷化氢的存在,随后团队再通过 ALMA 证实了这些结果。这两台望远镜都能观测到从远红外线到微波的亚毫米波长,这使得科学家们能够更加准确地获得大气层的化学成份。

具体来说,研究小组发现磷化氢的浓度约为 20ppb。数据显示,气体存在于靠近金星赤道的地区,高度约为 55 公里,温度仅为约 30 摄氏度,气压则与地球相近。

麻省理工学院的研究小组对这一新的观察结果进行了详尽的分析,以确定在金星恶劣的含硫环境中是否有除了生命以外的其他东西产生了磷化氢。基于他们考虑的许多情况,研究小组得出结论,除了生命的存在之外,无法解释金星大气中检测到的磷化氢。

麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究科学家克拉拉 · 苏萨 - 席尔瓦(Clara Sousa-Silva)表示,“要给出一个否定的结论是非常困难的。如今,天文学家会想尽所有的方法来证明没有生命体环境下产生磷化氢是合理的,我对此表示欢迎,请去做吧。”

“这就意味着要么存在生命,要么存在某种我们不希望发生在岩石行星上的物理或化学过程,” 论文作者之一、EAPS 研究科学家贾努斯 · 佩特科夫斯基(Janusz Petkowski)说。

地球是一个宜居的星球,有温和的海洋和湖泊;而金星的环境对于任何生命来说,都非常具有挑战性。不过,在金星的大气层中有一个狭窄的温和地带,距离金星表面 48 到 60 公里,温度在 30 到 200 华氏度之间。科学家们猜测,如果金星上存在生命,那么这一区域很可能是它唯一能生存的地方。而这次,研究小组正是在这里观察到了磷化氢。

佩特科夫斯基表示,“这个磷化氢信号被完美地放置在了其他人认为可能适合居住的地方。”

如果金星的大气层中确实有生命存在,研究人员认为这是一种空中形态的生命,只存在于金星的温和大气层中。

“很久以前,金星被认为有海洋,可能像地球一样适宜居住,” 苏萨 - 席尔瓦说,“当金星变得不那么适宜居住时,生命必须要适应,他们现在可能在这个狭窄的大气层中生存。这可能表明,即使是在宜居带边缘的行星,也可能具有适合居住的大气层。”

在另一项研究中,西格尔和佩特科夫斯基探索了一种可能性,即金星大气层的下层,可能对假想的金星生物圈的生存至关重要。

佩特科夫斯基认为,金星大气中可能存在生命循环。任何空中的金星生命都与地球上的生命有根本的不同。“金星上的液体介质不像地球上那样是水。”

如今,苏萨 - 席尔瓦正与麻省理工学院的詹森 · 迪特曼(Jason Dittman)一起领导一项研究,以进一步用其他望远镜证实探测到的磷化氢。他们还希望能在金星的大气层中绘制出这种分子的分布图,以观察其信号是否存在每日或季节性的变化,从而暗示生命活动。

苏萨 - 席尔瓦表示,“从技术层面讲,科学家以前在金星的大气层中也发现过生物分子,但是这些分子除了与生命有关外,还与其他‘一千种东西有关’。磷化氢之所以特别,是因为没有生命就很难在岩石行星上制造磷化氢。地球是唯一一个我们发现了磷化氢的类地行星,而这里有生命。


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