金星上面存在生命?这是当前最可能的解释

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金星上面存在生命?这是当前最可能的解释

科学家们在 ” 炼狱 ” 一般的金星上,找到生命的 ” 标记物 ” ——磷化氢。在排除其他可能性之后,他们认为,金星上可能存在生命。

作者 | 叶洪涛 紫金山天文台

我们生活在地球上,周遭看去,这个星球上不但有人类,还有着无比丰富的生命种类和形态。可是一旦遥望星空,古代所设想的月宫嫦娥、玉兔不存在,近代所担心的会入侵地球的火星人也不存在。地球是如此孤单,尽管宇宙中有无数星辰,我们无法确证任何一个上面存在着生命。

但在最近,一项新研究称,在 ” 地狱 ” 一般的金星上,找到了生命的 ” 标记物 ” ——磷化氢,并首次推测金星可能存在生命。

这一令人惊奇的结果,发表在 9 月 14 日的《自然 – 天文学》上。

地球隔壁的地狱行星

这个发现确实令人意外,金星一直不是寻找生命的主要目标,虽然它是离地球轨道最近的行星,比火星还要更近一些。

在太阳系中,水星、金星运行在地球公转轨道以内,因为距离太阳太近,所以表面温度太高,看起来不适于生命生存。而土星、天王星、海王星又离太阳过远,表面覆盖着冰层,显然也不是宜居环境。

太阳系八大行星,越往外越冷(最右的冥王星已被 ” 开除 ” 出行星行列)| 来自网络

至于木星,像太阳一样会自己发热,内部温度达 30000 摄氏度,表面又常年刮着强风暴(并形成了著名的木星大红斑),是一个极不稳定的环境,人们也没太指望在它上面找到生命。

让人投入最多关注的就是环境与地球最接近的火星,还有其他几个具有相对宜居环境的星体,比如木星的卫星(木卫二)和土星的卫星(土卫二、土卫六)。但经过多次的探测,始终没有找到任何确切的证据。顺便一提,2018 年 6 月,好奇号火星车在火星岩石上发现碳基有机分子噻吩(C H S),暗示火星过去有可能存在生命。

让我们再看一下金星上如 ” 炼狱 ” 一般恶劣的自然环境:

在太阳的炙烤下,其表面温度可达 500 ℃。在这么高的温度下,液态水早已蒸发,我们现在工业水平下能造出来的最耐温的塑料也融化了,甚至一些金属都已经过了熔点。并且,那里空气极度干燥,浓厚的大气层除了二氧化碳,还含有相当多的硫酸云。

虽然在地球上也发现了一些能在高酸性,或高温度等极端环境下生存的生命类型,比如一些耐受力极高的细菌,但科学家都更倾向于将寻找生命的目标设定在更宜居的地方。比如前面说到的火星,卫星,还有小行星、彗星,甚至一些太阳系外的类地行星。

其他恒星系中处于宜居带上的行星(液态水所在的轨道附近)。| 来自网络

但是,事情往往就是这样出人意料,在我们认为最不可能的地方,出现了可能的生命痕迹。

不可思议的生命标记物

这次在金星上发现的磷化氢气体,是一种比较典型的生命标记物。

生命标记物是指与生命活动相关的特征物质,一般由生物体的代谢等活动产生,非生命过程无法、或很难制备。

这些磷化氢是研究人员在 2017 年和 2019 年分别用麦克斯韦望远镜和 ALMA 望远镜两次对金星进行探测后发现的。他们找到一个只属于磷化氢的光谱信号,并由此估算出金星云层中的磷化氢丰度为 20 ppb,——相当于 10 亿个分子中,有 20 个磷化氢分子。

金星大气层中发现的磷化氢分子(距离金星表面约 6 万米)。 | ESO/M. Kornmesser/L. Cal ada & NASA/JPL/Caltech

因为不同分子会吸收不同波长的光,每种分子都有一套独特的光谱 ” 指纹 “,科学家们在地球上用天文望远镜观察来自天外的光谱吸收线,就能查明哪些天体上有哪些分子存在。

金星大气层中磷化氢的浓度为 20ppb。这个数值看似不高,但已经是地球大气层中磷化氢浓度的 1000~100 万倍。所以研究者使用了 ” 浓度异常高 ” 的表述。

磷化氢是一种散发着大蒜和腐鱼气味的有毒气体,幸好地球上是现在这个浓度,而不是更高,否则我们的健康甚至生命都可能受到威胁。

地球上的磷化氢有两种来源,一种是作为厌氧生物代谢活动的副产物,一种是人类的工业生产。除此之外的,无论是普通的地质过程,还是大气中的化学反应,都难以产生磷化氢。

在太阳系中,磷化氢也并非地球专属。此前在木星和土星这些巨大的气态行星上也发现了磷化氢,它们内部极端的高温高压环境,可以允许磷化氢以非生物的方式生成。但金星是与地球类似的岩质行星,这就比较奇怪了。

金星上的火山活动、地质运动、风暴雷电等非生物过程,都不足以产生这种浓度的磷化氢。所以,在排除了其他可能性之后,科学家们推测,金星上可能存在生命。

金星上的大气,模拟图。| 来自网络

有生命,并不是唯一解释

他们进一步推测,这可能是一种漂浮在金星大气中的、距离地表数万米的简单微生物。

那里气温没有金星表面那么高,大概只有二三十摄氏度,空气中还有微量的水分(0.1% 的水蒸气),如果和硫酸形成含水量约 15% 的悬浮小液滴,就有可能支持生命存在。

或者,也可能是与地球生命非常不同的生命形式,因此更难得到确定的判断。

但科学研究始终是严谨的,尽管科学家们已经考虑了所有可能的非生物过程,但在金星上,也可能存在此前未曾知晓的化学过程。究竟是一种什么过程,目前很难想象。

卡尔 · 萨根有一句名言:” 不同凡响的结论,需要不同凡响的证据。” 就目前而言,仅靠现有的证据就断定金星上有生命存在,的确略显武断。

金星上是否有生命存在,目前还不能下定论。| 来自网络

但是对地外生命感兴趣的朋友也不必失望。应该看到,就算不能获得发现地外生命的重大成果,如果能够发现产生磷化氢的全新化学机制,也是一项不错的成果。它可以帮助我们更进一步地了解行星形成和演化的过程。

科学不是只有靠意义特别重大的成果来推动,一个个小成果的积累也是科学进步的标志。目前的这项发现,无疑为进一步探测金星又增加了动力。当前已经有多个正在筹备的金星探测计划。

例如俄罗斯的 Venera-D 任务(包括一个轨道器和一个着陆器),计划最早将在 2026 年飞向金星;欧洲航天局的远景号(EnVision)金星探测器,计划在本世纪 30 年代抵达金星。美国宇航局也正在考虑金星探测的细节,计划穿越金星大气层,从而获取第一手的数据。

希望他们能给我们带回金星的好消息。

论文信息:

Phosphine gas in the cloud decks of Venus.

Nature Astronomy ( 2020 )

https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4

文章由 ” 十点科学 “(ID:Science_10)公众号发布,转载请注明出处。

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