大多數人都很熟悉阿瑟·柯南·道爾的這句話，他創造了夏洛克·福爾摩斯這個角色:一旦你排除了不可能，剩下的，無論多麼不可能，都一定是事實。
本周，科學家們宣布了一項令人難以置信的發現:金星大氣中存在微生物的初步證據。
太空迷們都知道，金星表面酷熱難耐，熱得足以熔化鉛。這是你最不可能找到生命的地方之一。但是微小的金星微生物的跡象並不是來自行星的表面，而是來自它的大氣層，那裡的環境與地球相當相似。值得注意的是，這一新發現還不能證明金星上存在生命。但研究人員提出了一個令人信服的理由。
這一令人興奮的發現來自美國和英國的科學家，他們來自麻省理工學院、卡迪夫大學、曼徹斯特大學和其他一些大學。卡迪夫大學的簡·格裡夫斯領導了這項研究。上周，英國皇家天文學會(RAS)通過Zoom為記者們提供了一場在線新聞發布會，三位研究人員在那裡討論了結果。RAS還發布了一份新聞稿。這篇論文發表在2020年9月14日權威的同行評議期刊《今日自然天文學》上。
自從我們對金星上的環境有所了解以來，金星一直被認為是我們所知最不可能存在生命的地方之一，這在很大程度上要歸功於我們訪問的太空探測器。熾熱的溫度足以融化鉛，粉碎表面的氣壓——更不用說雲層中大量的硫酸。然而，一些科學家推測，生命可能存在於更高的大氣中，那裡的溫度和壓力與地球溫帶相似。科學家就是在這個區域發現的。
研究人員發現了什麼?
簡單地說，他們在金星的大氣層中發現了一種不應該存在的氣體，而在地球上，這被認為是確鑿的生物特徵。這是一種很臭的氣體，叫做磷化氫。據科學家所知，只有兩種方法可以產生磷化氫，一種是在實驗室中人工產生，另一種是通過生活在無氧環境中的某些微生物產生。因為(據我們所知)金星上沒有任何外星實驗室，會留下微生物。
研究人員利用夏威夷的詹姆斯克拉克麥克斯韋望遠鏡和智利的阿爾瑪望遠鏡進行了探測。麻省理工學院(MIT)的研究人員此前發表的研究表明，如果在另一顆巖石行星上發現磷化氫，那肯定是那裡存在生命的跡象。這就是為什麼這個發現如此具有挑釁性。
但在宣布這個證據之前，研究人員當然想要排除其他的解釋。他們考慮並測試了多種可能在沒有生命的情況下產生這種氣體的情況，但正如他們承認的那樣，結果是空無一物。麻省理工學院的克拉拉·索薩-席爾瓦的專業是研究磷化氫，她在一份聲明中說:
要證明一個否定的答案是非常困難的。現在，天文學家會想出所有的方法來證明沒有生命的磷化氫，對此我表示歡迎。因為我們已經無法展示非生物過程可以製造磷化氫了。
在金星上發現磷化氫是一個意外收穫!這一發現提出了許多問題，比如生物體是如何生存的。在地球上，一些微生物可以應對環境中大約5%的酸，但金星上的雲層幾乎完全是由酸構成的。
合著者賈努斯·佩特科夫斯基補充道:這意味著這要麼是生命，要麼是某種物理或化學過程，我們不希望發生在巖石行星上。我們確實通過了所有可能的途徑在巖石行星上產生磷化氫。如果這不是生命，那麼我們對巖石行星的了解就嚴重缺乏了。
這是一個非常明確的聲明。
格裡夫斯說:這是一個純粹出於好奇的實驗，真的，利用JCMT強大的技術，並考慮未來的儀器。我想我們可以排除極端的情況，比如雲層裡充滿了生物。當我們第一次得到金星光譜中磷化氫的跡象時，我們感到震驚!
研究人員對數據進行了6個月的處理，才確信磷化氫確實存在。據英國阿爾瑪地區中心和曼徹斯特大學的安妮塔·理查茲說:令我們大為欣慰的是，阿爾瑪衛星的後續觀測條件良好，而金星與地球的角度正好合適。然而，處理這些數據是很棘手的，因為ALMA通常不會在像金星這樣非常明亮的物體上尋找非常微妙的效應。
格裡夫斯說:最後，我們發現兩個天文臺都看到了相同的現象，在正確的波長微弱吸收是磷化氫氣體，分子被下面溫暖的雲層背光。
麻省理工學院的威廉·貝恩斯領導了這項研究，試圖評估在金星上產生磷化氫的其他自然方式。有些想法包括陽光、從地表向上吹起的礦物質、火山或閃電，但這些都不可能足夠接近它。這些來源最多只能產生望遠鏡所看到的磷化氫量的千分之一。根據劍橋大學的
保羅·裡默的說法，陸地生物只需要以其最大生產力的10%左右工作，就能產生金星上發現的磷化氫量。
在地球上，磷是由不需要氧氣的微生物產生的。它們吸收磷酸鹽，加入氫，最終排出磷化氫氣體。由於金星的大氣中幾乎沒有氧氣，這是另一個相似之處，表明氣體實際上來自微生物。
因為金星表面的溫度對於任何已知的地球微生物來說都太熱了，所以它們必須存在於它的大氣層中。在地表上方48到60公裡的地方有一個溫帶地區，溫度在大約0到90攝氏度之間。這是金星上的宜居帶，恰好是發現磷化氫的地方。
佩特科夫斯基指出:這個磷化氫信號被完美地放置在其他人推測的可能適合居住的地方。研究人員現在將繼續使用更多的望遠鏡觀測，包括尋找其他可能與生命有關的氣體。他們還想知道在信號中是否有每日或季節性的變化，這暗示著與生命有關的活動。英國皇家天文學會主席艾瑪·邦斯支持返回金星的任務，她說:科學上的一個關鍵問題是地球之外是否存在生命，簡·格裡夫斯教授和她的團隊的發現是這一探索的關鍵一步。我特別高興看到英國科學家領導了如此重要的突破，這為返回金星的太空任務提供了強有力的理由。
佩特科夫斯基說:原則上，你可以有一個生命周期，讓生命永遠停留在雲裡。金星上的液體介質不像地球上那樣是水。
科學家們還認為，幾十億年前金星更適合居住，甚至在失控的溫室效應形成之前就有海洋。根據蘇薩·席爾瓦介紹，很久以前，金星被認為有海洋，可能像地球一樣適宜居住。當金星變得不那麼適宜居住時，生命必須要適應，他們現在可能就在這個狹窄的大氣層裡，在那裡他們仍然可以生存。
雲上的這個宜居地帶可能是金星微生物的最後避難所。這是一個難以置信的想法，但如果科學家是對的，那麼這將是歷史上最驚人的發現之一。如果知道我們不僅不是孤獨的，而且一直以來我們的鄰居都在離地球最近的行星上，那該有多神奇啊!下面是索瓦-席爾瓦2019年在《科學美國人》上發表的關於磷化氫的文章:
正如我們所知，生命可能只是生物學眾多可能性中的一個孤島。我們的星系中有各種各樣的恆星，圍繞它們運行的是各種各樣的行星。僅地球就產生了數十億種物種。因此，認為生命本身可以以各種意想不到的形式出現並不是一個大的飛躍，它們的大氣中充滿了像磷化氫這樣的奇怪分子。有一天我們可能會在這些大氣中檢測到磷化氫。這些對我們來說不會是有趣的地方;坦白說，我們可能會覺得他們噁心。另一方面，這些行星上的居民可能也會覺得我們很噁心。儘管如此，如果我們在可居住帶的巖石行星上發現磷化氫，在那裡沒有誤報，我們就會發現生命。
在那裡，她談論的是在圍繞另一顆恆星運行的系外行星的大氣層中發現磷化氫。但同樣的基本情況也適用於我們太陽系的其他巖石行星。儘管金星表面的環境如同地獄一般，但它確實位於太陽可居住帶的邊緣附近。可居住帶是恆星周圍溫度適宜液態水存在的區域。
上個月，《天文學》雜誌和其他雜誌討論的另一項研究表明，理論上，微生物是如何通過在同樣含有水的硫酸滴中尋找庇護，而存在於金星的大氣層中。它們會在不同的大氣層中循環，永遠不會到達地面，並通過過渡到暫時的休眠狀態，而在最極端的條件下存活下來。
儘管這一發現令人驚訝，但科學家多年來一直推測，在金星的大氣中可能存在微生物。正如一些科學家所假設的那樣，它甚至可以解釋不尋常的深色條紋以某種方式吸收紫外線，被稱為「未知的吸收劑」。「這些斑塊被發現是由微小但仍不為人知的粒子組成的，其大小與地球上的細菌差不多。
就連卡爾·薩根也認為，在金星的大氣層中可能存在生命。但由於酸性雲的存在，任何微生物生命都可能與地球上的任何生命都大不相同。其他科學家，包括大衛·格林斯彭，之前也寫過關於金星雲中存在生命的可能性。格林斯彭也在麥哲倫電視臺和《突破討論》節目中談到了這件事。現在看來，他們可能一直都是對的。
同樣，這還不能完全證明金星上存在生命，但它已經非常接近了。觀察未來的後續觀察結果將是非常有趣的。