磷化氫(PH3)或許是地球上的自然環境裡能找到的最臭、最毒的氣體了,它們總出現在一些最骯髒不堪的角落,比如動物的糞便或內臟裡,或者沼澤深處的淤泥裡。不難想像,地球上凡是熱愛呼吸新鮮空氣的生物都不想和這種分子待在一起,哪怕是一小會兒也受不了。
木星和土星是地球的鄰居,不過跟地球大不相同,它們不是巖石星球,而是氣態巨行星。科學研究表明,木星和土星的大氣中都含有磷化氫。也就是說,木星和土星都很臭。
渾身上下散發著惡臭的磷化氫分子的結構其實很簡單,包含三個氫原子和一個磷原子。雖然結構簡單,但是磷和氫這兩種原子的性質決定了,它們組合在一起非常不容易,所以想要通過化學反應來產生磷化氫需要消耗大量的能量。在木星和土星,那裡的自然環境與地球大不相同,極端惡劣的條件倒是有利於磷原子和氫原子克服天然的排斥,結合在一起。而在地球上並不具備這樣的條件,所以自然界的磷是沒有辦法轉化成磷化氫的。
在地球上產生磷化氫必須依靠一些厭氧微生物的幫助,它們可以在不需要任何氧氣的環境中大規模地繁殖。麻省理工學院(MIT)的研究人員花了十年的時間,研究地球上磷化氫的分布規律,研究結果發表在近期的學術期刊《天體生物學》。他們發現地球上凡是沒有氧氣的地方都有磷化氫,比如溼地、沼澤、淡水湖底的淤泥,以及動物的腸道和排洩物中。在地球上,能找到磷化氫的地方就能找到厭氧生物。
這種現象給了科學家很好的啟發,或許可以用在探索外星生物上。科學家推測,在一些類似於地球的外星球上,如果能找到磷化氫,就能找到厭氧生物。
參考來源:Jennifer Chu, A sign that aliens could stink, 2019.Clara Sousa-Silva, Sara Seager, Sukrit Ranjan, Janusz J. Petkowski, Zhuchang Zhan, Renyu Hu, William Bains, Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres, 2019.