在金星上生活？科學家的新發現

在檢測到磷化氫（一種潛在的生命標誌）後，對地球地獄鄰居的興趣激增。

作者：Jonathan O'Callaghan 發表於Nature 586, 182-183 (2020)

氣體的驚人發現可能是金星上生命的標誌，這重新激發了人們對地球最親近鄰居的科學興趣。世界各地的研究人員和太空機構現在都在爭相將其在地球和太空中的儀器轉向地球，以確認是否存在所謂的磷化氫氣體，並調查它是否真的可能來自生物來源。

「現在我們已經找到了膦，我們需要了解它是否確實可以指示生命，」德國加興歐洲南部天文臺的天文學家萊昂納多·泰斯蒂說。

金星是地球的邪惡雙胞胎-太空機構再也無法抵擋它的吸引力

9月14日，科學家透露，他們是使用智利的Atacama大毫米/亞毫米陣列和夏威夷的James Clerk Maxwell望遠鏡在金星的大氣層中發現磷化氫的，該區域距離地面1約55公裡。無線電數據顯示，光在毫米波波長處被吸收，這對應於大氣中磷化氫濃度為十億分之20。

天體生物學家已經將磷化氫（一種氫和磷的有毒化合物）標記為可能在其他行星2上生命的特徵，它是由地球上的某些生物體製成的。「無氧生命非常幸福地產生了它，」劍橋麻省理工學院分子天體物理學家，膦檢測研究的合著者克拉拉·索薩-席爾瓦（Clara Sousa-Silva）說。但是氣體應該在金星的苛刻，高度酸性的環境中分解。這導致發現小組得出結論，必須有某種補充氣體的機制，暗示了生物學生產或科學家尚無法解釋的未知化學過程。研究人員初步建議3 在發現磷化氫的大氣區域中（遠離行星表面的壓碎壓力和苛刻的溫度），一些空氣傳播的微生物可以生存。

所有的目光都在金星上

在認真考慮這種可能性之前，科學家渴望確保在金星上確實存在膦。並非所有人都對團隊的觀察深信不疑。坦帕市南佛羅裡達大學的宇宙生物地球化學家馬修·帕塞克（Matthew Pasek）說，這部分是因為研究人員在他們的數據中僅識別出一種膦的吸收線。「其他人需要確認。」

天文學家現在希望使用地球上的其他望遠鏡進行探測。「我們建議使用兩種儀器，」麻省理工學院的行星科學家傑森·迪特曼說，他計劃與蘇薩·席爾瓦進行觀測。其中一種儀器是位於夏威夷的美國國家航空航天局紅外望遠鏡設施。另一架在美國國家航空航天局的紅外天文平流層天文​臺上，這是一架裝有望遠鏡的飛機。

在紅外和光譜的其他部分進行的觀測將使科學家能夠尋找與磷化氫有關的其他吸收譜線，從而提供一種驗證其存在的方法。他們還可以提供有關膦的位置以及其水平在幾天和幾周內如何變化的更多數據。迪特曼（Dittmann）的研究小組曾希望在2020年7月觀測金星，但冠狀病毒大流行將望遠鏡的時間推遲了。他說：「我們希望不久的將來會開始獲取數據。」

飛行訪問

遠離地球，其他計劃正在醞釀中。計劃在未來幾個月內向金星附近執行三個飛行任務：歐洲和日本的BepiColombo飛船前往水星，以及歐洲航天局的太陽軌道器和美國宇航局的帕克太陽探測器，兩個都將飛往太陽。

這些太空飛行器的觀測是有利的，因為它們不會受到地球大氣層的約束。但是，這些飛船的儀器旨在觀察其他事物，例如水星或太陽表面，因此尚不清楚它們是否具有適當的靈敏度來檢測金星大氣中的磷化氫。

BepiColombo在今年10月的一次飛行中檢測到氣體的可能性很小，而在明年8月使用其紅外儀器可以檢測到氣體的可能性更高。派克太陽探測器也可以通過設計用於研究太陽粒子的儀器進行探測。「這是一個低概率，但我不能完全排除它，」任務執行項目科學家，位於馬裡蘭州勞雷爾的約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的天體物理學家Nour Ra​​ouafi說。

目前還有一顆太空飛行器繞金星運行：日本的明月號任務於2015年進入軌道，正在研究金星的天氣並尋找火山活動。儘管它缺少直接發現磷化氫所需的儀器，但它可以其他方式提供幫助。相模原（Sagamihara）日本宇航局的行星科學家佐藤武彥（Takehiko Satoh）說：「大氣和雲是生命的平臺。」 「我們可以提供有關此的信息。」

未來的任務

仍在研發中的任務可能更有希望，可以對其進行更改以支持磷化氫的檢測。作為BepiColombo團隊成員的德國航空航天中心的約恩·赫爾伯特（JörnHelbert）說，這一發現加強了這種任務的理由。

印度太空研究組織（ISRO）擁有一顆名為Shukrayaan-1的金星軌道器，計劃於2025年發射。ISRO沒有回應自然界對其金星計劃發表評論的要求。但是威斯康星大學麥迪遜分校的行星科學家桑傑·利馬耶（Sanjay Limaye）表示，ISRO有足夠的時間重新考慮其儀器。他說：「如果他們沒有看到這個機會，他們會誤會。」

美國和歐洲也正在考慮對金星的訪問，它們可以提供有關地球潛在宜居性的有用數據，甚至可以直接尋找生命跡象。

美國宇航局主要研究人員Jet Propulsion Facility的蘇·斯姆雷卡（Sue Smrekar）說，除了擬議的一項名為VERITAS的美國宇航局任務之外，該任務還將調查生命跡象。她說：「 ​​VERITAS有數百公斤的多餘發射質量，美國宇航局可以選擇將其用於輔助小型太空飛行器。」

同時，如果天文學家能夠確認磷化氫的檢測，他們將要排除其他可行的生產方法，然後再考慮由活生物體製造。這將包括創建模型以研究非生物生產途徑，並進行實驗室實驗以尋找初始研究中未考慮的化學途徑。「建模現在是合理的回應，」 Pasek說。「我們認為地球上大多數化學物質都是水。在金星上，情況並非如此。因此，有很多實驗都沒有人做。」 帕塞克對金星上的膦指示存在生物學而非未知的化學過程表示懷疑。他說：「我認為有可能，但我對此表示懷疑。」

只有數據可以解決辯論。「也許地球和金星是可居住的行星可以在其演化過程中採取的兩種不同的路徑，」赫爾伯特說，他也是VERITAS提議的一部分。「要回答這個問題，我們需要獲得有關火星甚至水星的金星的基本數據集。」