雲層中的生命形式？科學家發現了金星存在生命的證據
2020-09-14 探索XXX多年來，人類尋找地球以外的生命主要是圍繞著火星這顆紅色星球。美國宇航局發射了多個火星探測器以尋找水的跡象和其他宜居性。
但是現在，令人驚訝的是，麻省理工學院（MIT），卡迪夫大學等多個大學的科學家已經觀察到我們另一個更近的行星鄰居，金星的雲層中可能存在生命跡象！
儘管研究人員還沒有在那裡找到生物存在的直接證據，但如果他們的發現確實與生命有關，那一定是生活在金星大氣層中，某種「空中」的生命形式。他們的發現和分析發表在《自然天文學》雜誌上。
發現磷化氫
這項研究始於磷化氫的發現。由卡迪夫大學的簡·格裡夫斯領導的研究小組在金星的大氣層中檢測到了磷化氫的光譜或光學特徵。而MIT的科學家之前曾表明，如果在一個巖石行星上發現了這種有毒的氣體，那麼它只能由那裡的活生物體產生。
簡·格裡夫斯
MIT的團隊對格裡夫斯小組的觀測結果進行了詳盡的分析，以了解在金星惡劣的硫酸環境中，除生命以外，是否還會有別的原因產生磷化氫。但最終，他們的結論是，除了存在生命以外，沒有任何理由可以在金星的大氣層中產生磷化氫。
MIT地球、大氣和行星科學系（EAPS）的研究科學家克拉拉·蘇薩-席爾瓦說：「要證明一個否定的結論非常困難。」「現在，天文學家會想出所有的方法來證明存在非生物產生的磷化氫是合理的，我對此表示歡迎。請去做吧，因為我們在展示能產生磷化氫的非生物過程方面的可能性已經接近尾聲了。」
克拉拉·蘇薩-席爾瓦
「這意味著這就是生命，或者這是我們預計不會在巖石行星上發生的某種物理或化學過程，」論文合著者，EAPS研究科學家賈努斯·佩特科夫斯基補充道。
這項研究除了MIT和卡迪夫大學外，還聯合了曼徹斯特大學，劍橋大學，MRC分子生物學實驗室，京都產業大學，帝國大學，格林威治皇家天文臺，開放大學和東亞天文臺的科學家。
被忽略的金星
金星通常被稱為地球的雙胞胎，因為它在大小，質量和巖石成分上與地球都很相似。金星也有一個很厚的大氣層，但與地球的大氣完全不同。地球是一個擁有溫帶海洋和湖泊的宜居世界，而金星的表面則是沸騰的高溫景觀，溫度高達480攝氏度，令人窒息的空氣比地球上最乾燥的地方還要乾燥。
這顆行星的大部分大氣層也相當不適宜居住，瀰漫著厚厚的硫酸雲，以及比地球上最酸的環境酸性強數十億倍的雲滴。大氣也缺乏行星表面豐富的營養物質。
「金星對於任何生命來說都是一個非常具有挑戰性的環境，」MIT教授，論文合作者薩拉·西格爾說。
薩拉·西格爾
然而，在金星的大氣層中有一個狹窄的溫帶地帶，距離金星表面48到60公裡，溫度在零下1攝氏度到93攝氏度之間。科學家們猜測，如果金星上存在生命，那麼大氣層的這一層，很可能是它唯一能生存的地方。很湊巧，這個部分就是研究小組觀察到磷化氫信號的地方。
佩特科夫斯基說：「這個磷化氫信號被完美地放置在了其他人認為可能適合居住的地方。」
團隊合作的成果
硫化氫的存在是由格裡夫斯和她的團隊首先完成的，他們使用美國夏威夷莫納克亞天文臺的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠鏡（JCMT）對金星的大氣層進行了觀測，並發現了異常光譜。這可能表明金星大氣中存在意想不到的分子和可能的生命特徵。當格裡夫斯發現這是磷化氫時，她聯繫了蘇薩-席爾瓦，這名科學家的職業生涯的大部分時間都在描述這種惡臭的有毒分子。
蘇薩-席爾瓦最初認為天文學家可以在距離地球更遠的行星上尋找磷化氫作為生物信號。「我當時想的是非常遠的距離，幾個秒差距的距離，而不是離我們最近的行星。」
在曼徹斯特大學阿爾瑪區域中心的安妮塔·理查茲的幫助下，該團隊使用更加靈敏的阿爾瑪天文臺繼續追蹤了格裡夫斯最初的觀察。這些觀測證實，格裡夫斯觀察到的確實是一種光譜，與金星雲中釋放的磷化氫氣體相匹配。
研究人員隨後使用了由京都產業大學的佐川秀夫開發的金星大氣層模型來解釋數據。他們發現金星上的磷化氫是一種稀有氣體，大氣中每10億個分子中只有20個磷化氫分子。儘管這一濃度很低，但研究人員指出，地球上生命產生的磷化氫在大氣中的含量更低。
由貝恩斯和佩特考斯基領導的麻省理工團隊，利用計算機模型探索了所有可能的產生磷化氫的化學和物理途徑。這些途徑與生命無關，可以在金星惡劣的環境中產生磷化氫。貝恩斯考慮了各種可能產生磷化氫的情況，如陽光、地表礦物、火山活動、流星撞擊和閃電等等。
然後，MIT的博士後蘇克裡·蘭詹和劍橋大學的保羅·裡默建立了通過這些機制產生的磷化氫如何在金星雲中積累的模型。在他們考慮的每一種情況下，產生的磷化氫只相當於新觀測表明的金星雲層中存在的磷化氫的一小部分。
佩特考斯基說：「我們確實考慮了所有可能在巖石行星上產生磷化氫的途徑。」「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。」
雲中生活
如果金星的雲層中確實有生命存在，研究人員認為這是一種在空中形態的生命，只存在於金星的溫帶雲層中，遠高於沸騰的火山表面。
「很久以前，金星被認為有海洋，可能像地球一樣適宜居住，」蘇薩-席爾瓦說。「當金星變得不那麼適宜居住時，生命必須要適應，它們現在可能在這個狹窄的大氣層中仍然可以生存。這可能表明，即使是處在宜居帶邊緣的行星，其大氣層也可能具有可宜居的範圍。」
在另一項研究中，西格爾和佩特考斯基探索了一種可能性，即金星大氣層的下層，就在雲層下面，可能對假想的金星生物圈的生存至關重要。
「原則上，你可以有一個生命周期，讓生命永遠停留在雲裡，」佩特考斯基說，他認為任何空中的金星生命都與地球上的生命有根本的不同。「金星上的液體介質不像地球上那樣是水。」
蘇薩-席爾瓦現在正和MIT的傑森·迪特曼一起領導一項研究，以進一步證實用其他望遠鏡探測到的磷化氫。他們還希望能在金星的大氣層中繪製出這種分子的分布圖，以觀察其信號是否存在每日或季節性的變化，從而暗示生命活動。
蘇薩-席爾瓦說：「從技術上講，以前在金星的大氣層中也發現過生物分子，但是這些分子除了與生命有關外，還與其他一千種東西有關。」
「磷化氫之所以特別，是因為沒有生命就很難在巖石行星上製造磷化氫。地球是唯一一個我們發現了磷化氫的類地行星，因為這裡有生命。直到現在。」
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