在过去几十年的外星探索中,天文学家希望通过“生物签名(生命产生的化学物质)”和“技术签名(无线电之类)”来寻找外星生命存在的证据。发表于《自然天文学》的一份研究报告称,科学家在金星的大气层中找到了“生物签名”——磷化氢(phosphine)气体,这意味着金星可能存在生命的迹象,或者代表存在某种未知形式的生命。
据悉,来自英国曼彻斯特大学、卡迪夫大学及美国麻省理工学院组成的研究团队于年通过位于夏威夷的“詹姆斯克拉克马克斯韦尔天文望远镜”(JamesClerkMaxwellTelescope)发现距离地面50公里的金星厚硫酸云层中具有氢和磷组成的磷化氢特征的信号,并估算出浓度为20ppb(10亿分比浓度)。随后团队在年通过智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(Atacama)探测证实了磷化氢的存在。
磷化氢是什么东西?在金星上发现磷化氢是否代表人类找到外星生命的证据?只能说有可能,但它还不等同于发现外星生命。
磷化氢是一种无色、剧毒、有鱼腥臭味的气体,化学式为PH3(1个磷和3个氢原子组成),通常存在粪便堆(猪粪发酵会产生PH3、CH4)、沼泽深处等微生物聚集的地方,或在一些鱼的内脏里。而在地球上,只有厌氧生物(不靠氧气维生的生物)才会产生磷化氢。简单来说,磷化氢很难通过天然环境生成(可通过工业手段生成)。那金星上的磷化氢是哪里来的呢?
在土星和木星的大气里,科学家已检测到相当数量的磷化氢,但它们是在气态巨行星内部的高温高压下形成,并通过对流送到高层大气。但对比土星和木星,金星表面的热量和压力无法满足像气态巨行星形成“磷化氢”的条件。所以金星上产生磷化氢有两种可能性,一种涉及存在产生它的微生物,另一种不涉及任何生物机制。
不涉及生物机制产生的磷化氢形式有:闪电集中含磷的地面或含磷的陨石掉入金星,可能会产生磷化氢气体;同时地球的火山活动也可以产生磷化氢,而金星的火山活动不足(也有研究表明金星火山活动可能比以前认为的要活跃);但这些方式均无法生成浓度达到根据观测推测的20ppb磷化氢。而且磷化氢很容易被地面与大气中含丰富氧化物发生化学反应消耗掉,需要持续大量产生才能维持足够量的存在,所以团队认为生物产生的可能性更大。
虽然金星大气有毒、表面温度高达℃,可谓是“地狱行星”。但金星还是有机会存在生命的,不过它们生活在云层里,这个理论最早由天文学家卡尔萨根在年提出。
过去研究显示,金星地表上空48~52公里处的高云层中,温度介于0~60℃、大气压力在0.4~2大气压,云层内含有硫磺、酸性气溶胶、二氧化碳等有利生命的化合物,可以说本身具备形成生命的理想化学条件。首先按照地球微生物可以生活在大气层41公里处的情况来看,金星也可以发生类似情况。其次是金星30亿年前的环境和地球一样,存在液态水(维持将近20亿年),虽然现在液态水已不存在,但部分微生物可以迁移到云层中生活。
总的来说,金星发现磷化氢,只能说是符合金星大气中存在厌氧生命(或未知形式生命)猜想,并不是发现金星存在生命的证据。倘若证实了金星的磷化氢源自微生物,那么就意味着生命并非地球独有,而是普遍存在于银河系的其他宜居行星中。那要怎么证实呢?不妨发射个探测器去采集些标本回来。
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