一個國際天文學家團隊今天宣布,在金星的雲層中發現了一種稀有分子:磷。在地球上,這種氣體只能通過工業生產或由在無氧環境中成長的微生物所生產。天文學家幾十年來一直猜測,金星上的高雲可以為微生物提供住所-漂浮在灼熱的表面上,但需要承受很高的酸度。磷化氫的檢測可能指向這種「外太空」生命.
Credit: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech
「 當我們在金星的光譜中首次獲得磷化氫的線索時,真是太震驚了! 」英國卡迪夫大學的小組負責人Jane Greaves說,他首先從位於夏威夷的東亞天文臺操作的James Clerk Maxwell望遠鏡(JCMT)觀測中發現了磷化氫的跡象。接著,使用智利的Atacama大毫米/亞毫米陣列(ALMA)的45根天線來確認此發現,智利 ALMA 是歐洲南方天文臺(ESO)的合作夥伴,一種更靈敏的望遠鏡。這兩個設施都在大約1毫米的波長處觀測到金星,比人眼所見的時間長得多,只有高海拔的望遠鏡才能有效地探測到。
由來自英國、美國和日本的研究人員組成的國際團隊估計,膦在金星雲中的濃度很小,每十億中只有約二十個分子。根據他們的觀察,他們進行計算查看這些量是否可能來自地球上的自然非生物過程。一些想法包括陽光,從地表向上吹的礦物質,火山或閃電,但這些都不能使它足夠靠近任何地方。發現這些非生物來源,最多構成望遠鏡觀測到的磷化氫量的萬分之一。
研究小組說,要在金星上產生一定量的磷化氫(由氫和磷組成),陸生生物只需要以其最大生產力的10%左右工作。地球上細菌會產生磷化氫,是由於它們吸收礦物質或生物材料中的磷酸鹽並添加氫,最終排出磷化氫。金星上的任何生物都可能與其地球表親大不相同,但它們也可能是大氣中磷化氫的來源。
儘管在金星的雲層中發現了令人驚訝的磷,但研究人員對他們的發現充滿信心。 「 令我們大為欣慰的是,金星處於與地球適當的角度時,ALMA的條件很好,可以進行後續觀測。不過,由於ALMA通常不會在像金星這樣的明亮物體上尋找微妙的效果,因此處理數據非常棘手。」英國ALMA區域中心和曼徹斯特大學的團隊成員Anita Richards說。 「 最後,我們發現兩個天文臺都看到了同個現象–在適當波長的微弱吸收下為磷化氫氣體,該分子被下面的溫暖的雲層照亮,」 領導在 Natural天文學期刊發表之論文的格裡夫斯說。
美國麻省理工學院的另一名團隊成員克拉拉·索薩·席爾瓦(Clara Sousa Silva)已對磷化氫進行了研究,磷化氫是其他恆星周圍行星上非氧氣消耗生命的「生物標誌」氣體,因為正常的化學反應很少。她評論說:「 在金星上發現磷化氫是意外的收穫!這一發現引發了許多問題,例如任何生物如何生存。在地球上,某些微生物可以應對環境中約5%的酸,但金星雲幾乎完全由酸組成。 」
該團隊認為,他們的發現很重要,因為他們可以排除許多其他製備磷的方法,但他們承認,確認「生命」的存在還需要做更多的工作。儘管金星的高雲的溫度高達30攝氏度,但它們的酸度令人難以置信-約90%的硫酸-對任何試圖在那裡生存的微生物都構成了重大問題。