金星發現生命？事實到底是什麼？

對於外星生命，人類從古至今都對其充滿了各種想像。從月球上的廣寒宮到半人馬座α星的三體人，人們關於外星生命乃至外星文明的可能存在形式在各種各樣的書籍和影視作品中都做了充分的展示。「我是誰」 「我從哪裡來「 」我要到哪裡去「 是關於人生最根本的靈魂三問。除此之外，我倒覺得還可以再添加一問：「我孤獨嗎」。是啊，人類多麼希望可以在茫茫宇宙中尋找到自己的同伴來證明我們人類文明在這個廣袤的宇宙中並不孤單，哪怕受限於技術和宇宙的超大尺度暫時沒有辦法與自己的同伴取得聯繫。

圖文無關

人類探索地外生命的路線圖從一開始就十分清晰，一條是探索太陽系內各行星及衛星上可能存在的生命，甚至有的神文還在鼓吹太陽上具有生命。這條路線的優點是人類對太陽系內各行星相對比較「熟悉」，距離比較近，在發現相關信號後方便發射探測器進行實地探訪。缺點則是除了地球，其他絕大部分行星要麼不處於太陽宜居帶內，要麼地質環境惡劣，很容易證明不可能存在生命，要麼二者兼而有之。同處於宜居帶內的以前高度懷疑有生命活動的火星也被多個探測器證明暫時沒有生命跡象的存在。另一條是探索太陽系外的生命，對於這一條路線，人們首先需要攻克的第一道關卡就是先要尋找到地外行星，經過多年技術積累，人們發現了海量的地外行星，處於宜居帶內的行星也發現了不少，這樣的研究成果還獲得了2019年的諾貝爾物理學獎。但是即使人類從理論上知道了系外行星的存在，要想證明上面有生命甚至有文明，現階段也只能依靠想像。

但是近期，人類在第一條路徑上似乎取得了重大進展。就在9月14日，英美天文學家公布了一項驚人的研究成果：他們在金星大氣中探測到了磷化氫分子存在的信號。這一研究成果立刻吸引了無數人的眼球，也迅速使金星取代火星成為太陽系中最有可能存在生命的星球。

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我們首先來簡單看一下金星以及人類歷史上曾經開展過的金星探測。

金星是人們最為熟悉的太陽系內八大行星之一。它的特點就是亮。金星是北半球冬季夜空中最亮的星。因此也非常容易被人們辨認。金星的亮度僅次於月亮。在太陽系裡，金星是一顆和地球很相象的行星，因此，有人把它叫做地球的「孿生姊妹」。它的大小、質量和密度都和地球很相近。它的周圍也包著一層濃密的大氣。金星還是離地球最近的行星，在它最接近地球的時候，離地球只有4千萬千米。但是，由於金星周圍有一層灼熱濃密的大氣遮蓋著，擋住了人們的視線，所以在地球上很難看清它的真面目。

金星是夜空中最亮的星

1961年人類先後發射了「金星1號」和「水手1號」探測器，但均遭到了失敗。1962年8月27日美國成功地把「水手2號」送入飛往金星的軌道，同年12月24日「水手2號」從距金星3萬多千米的上空飛過，用紅外探測儀測量到了金星表面的溫度及其他信息，實現了近距離考察金星。1970年12月15日，前蘇聯「金星7號」探測器首次在金星表面軟著陸成功，將金星表面的有關信息傳回地面。人類對金星探測最成功的一次莫過於1981年10月30日蘇聯發射的金星13號，該探測器在500度及89個大氣壓的金星表面存活了127分鐘，拍攝了「大量」的金星表面珍貴的照片。讓人們直觀的看到了這顆具有極端溫室效應的地球孿生姊妹星球表面的情況。

金星表面

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由於極端天氣條件，人們想當然的排除了金星存在生命的可能。但是近期科學家們的發現讓人們再次燃起了金星存在生命的希望。這到底是怎麼回事呢？這次要歸功於磷化氫。

磷化氫（PH3）是一種具有大蒜氣味的化學物質，眾所周知的鬼火的主要成分。磷化氫是一種公認的搜尋地外生命的標誌物。這是由於磷化氫在一般的自然條件下很難形成，而在生物化學過程中則非常容易產生磷化氫。地球上的磷化氫也基本是由生命活動所產生的。

知道了這樣的背景信息，我們不妨來看一下科學家們發表在相關雜誌（Nature Astronomy)上的第一手資料，近距離感受一下科學精神。

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在科學家發表在雜誌Nature Astronomy上的文章中的第一段話總結了整個研究中得到的結論：

Measurements of trace gases in planetary atmospheres help us explore chemical conditions different to those on Earth. Our nearest neighbour, Venus, has cloud decks that are temperate but hyperacidic. Here we report the apparent presence of phosphine (PH3) gas in Venus’s atmosphere, where any phosphorus should be in oxidized forms. Single-line millimetre-waveband spectral detections (quality up to ~15σ) from the JCMT and ALMA telescopes have no other plausible identification. Atmospheric PH3 at ~20 ppb abundance is inferred. The presence of PH3 is unexplained after exhaustive study of steady-state chemistry and photochemical pathways, with no currently known abiotic production routes in Venus’s atmosphere, clouds, surface and subsurface, or from lightning, volcanic or meteoritic delivery. PH3 could originate from unknown photochemistry or geochemistry, or, by analogy with biological production of PH3 on Earth, from the presence of life. Other PH3 spectral features should be sought, while in situ cloud and surface sampling could examine sources of this gas.

對於行星大氣中痕量氣體的探測可以幫助我們知曉該行星大氣和地球大氣之間化學成分的不同之處。我們的鄰居金星具有溫和但是酸性很強的大氣層（金星大氣由90%以上的二氧化碳及二氧化硫等溫室氣體組成，大氣中含有硫酸雲，譯者注）。磷元素自然狀態下應該以氧化態的形式存在，但我們使用JCMT和ALMA射電天文望遠鏡的單線毫米波段光譜探測技術在金星大氣中發現了磷化氫氣體的存在。磷化氫的濃度大概在20 ppb左右（即10億個分子中，有20個磷化氫分子，這個濃度已經是地球大氣層中磷化氫濃度的1000至100萬倍，筆者注）。如此高濃度的磷化氫的存在沒有辦法用現有的金星大氣和表面的非生命磷化學過程來解釋。磷化氫可能從未知的光化學，地質化學，甚至和類似於地球上的生命過程中產生。還應尋求其他磷化氫光譜特徵，而原位和地表採樣可以檢查這種氣體的來源。

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在論文的中間部分，即論文的主體部分，作者列出了詳細可信的測量數據及分析。

探測到的磷化氫濃度遠高於金星表面理論磷化氫濃度的最高值

作者最後的結論也是非常克制和保守的，在論文的最後，作者寫道：

We emphasize that the detection of PH3 is not robust evidence for life, only for anomalous and unexplained chemistry. .... a solution could come from revisiting Venus for in situ measurements or aerosol return.
我們強調探測到磷化氫並不能作為金星上生命存在的強有力的證據，而僅僅可以說可能存在某種未知的化學過程。。。。應該組織重新造訪金星以進行大氣層原位探測或在金星大氣層取樣返回探測。

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因此我們應該和作者一樣，保持樂觀謹慎的態度。畢竟目前人們對於地球上磷化氫產生的機制也並不十分清楚。關於金星表面是否存在生命，也必須通過對金星表面及大氣的實際探測後才能下結論。因為磷化氫是否是所有生命形式都能產生的中間體，外星生命是否和地球生命一樣遵循相同的生物化學過程人們也並沒有把握。但是近幾年隨著科學技術的爆發式增長，人們在地外生命探測領域取得了長足的進步，發現地外生命的日子也似乎越來越近了，當然，如果有的話。也希望我們都能見證那振奮人心的一天。