漲知識｜又熱又酸如煉獄的金星，為什麼會存在「生命記號」？

2020-09-15 澎湃新聞

澎湃新聞記者 虞涵棋

表面溫度高達470攝氏度，大氣壓為地球的90倍，下的「雨」都是硫酸，在太陽系的行星兄弟們裡，金星可能是最接近「煉獄」的存在。

然而，路透社、BBC、《紐約時報》等多家外媒報導稱天文學家在金星雲層中找到了「生命記號」（biosignature），推測這顆星球上可能有「空中生命」，這是怎麼一回事呢？

2020年9月15日訊，歐洲南方天文臺14日發布的一張金星的藝術效果圖，小圖中展示了磷化氫分子。人民視覺 圖

難以解釋的磷化氫

消息的科學依據是9月14日晚間發表在學術期刊《自然-天文學》（Nature Astronomy）上的一篇論文，作者來自英國卡迪夫大學、劍橋大學、曼徹斯特大學、美國麻省理工學院等機構，題為《金星雲層中的磷化氫氣體》。

論文的摘要部分提到，聯合團隊在2017年和2019年分別用麥克斯韋望遠鏡和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣觀測了金星，探測到一個只屬於磷化氫的光譜特徵，並估算出金星雲層中的磷化氫豐度為20ppb，即每十億個分子中有二十個磷化氫分子。而在那裡，任何磷都本應以氧化形式存在。

「窮盡穩態化學和光化學路徑分析，金星磷化氫的存在難以解釋。金星大氣層、雲層、地面、底下、閃電、火山或隕石傳輸都沒有已知的非生物產生方式。」

根據研究團隊的模擬，在金星的溫度和濃度下，光化學路徑要產生這個濃度等級的磷化氫氣體，反應速率還差了4到6個數量級。

論文得出結論：「磷化氫可能來自未知的光化學或地質化學過程，或是生命，類似於地球上的生物源磷化氫。」

不過，論文也強調，探測到磷化氫並非確鑿的生命證據，只能說有異常的、無法解釋的化學。

一種「生命記號」

2019年諾貝爾獎物理學獎得主、系外行星發現者米歇爾•馬約爾（Michel Mayor）曾對澎湃新聞表示，他相信外星生命會以簡單形式存在，而「生命記號」就是令人激動的研究方向。

同為氧族氫化物，磷化氫和更為著名的硫化氫一樣惡臭且劇毒，為什麼可以作為一種「生命記號」呢？

原來，人類目前只在太陽系大型氣態行星的高溫高壓大氣層深處找到過磷化氫，而巖石星球高度氧化的表面和大氣層會快速破壞掉磷化氫。

例如，在我們的地球上，磷化氫的產生只與人類工業生產或厭氧微生物活動相關。

因此，金星上存在磷化氫以人類現有的化學知識確實難以解釋，這不僅暗示著金星雲層中有生命存在，而且可能是活著的生命，還在源源不斷地產生磷化氫，以抵消快速分解的過程。

空中生命？

巧合的是，金星大氣層中有一個狹窄的「溫和區」，距離地表48到60公裡，溫度在0到50攝氏度之間，壓力條件也與地面表面相似。這正是研究小組觀察到磷化氫信號的地方。

MIT科學家佩特科夫斯基（Janusz Petkowsk）說道：「這個磷化氫信號完美地落在疑似的宜居區。」

按照他的設想，金星生命或許與地球上的生命有根本的不同，可以一輩子都生活在空中，而且可以耐受高度酸性的環境。要知道，地球上有些微生物可以在5%的酸性環境中存活，但金星雲層中硫酸含量高達90%。

被冷落的鄰居

當然，科學界對金星生命的設想不是沒有過，但設想現存生命還是第一次。

一些證據顯示，這顆西方人以「愛神」命名的行星可能擁有完美的宜居環境長達30億年之久，溫度介於20到50攝氏度之間。但大約7億年前，金星發生了劇烈的氣候變化，大氣層變得異常稠密和炎熱，從一個宜居星球跌入煉獄。這種劇變可能是由火山活動釋放大量二氧化碳所致。

目前，研究團隊還在進一步用其他望遠鏡確認磷化氫氣體的存在，並希望看到信號是否存在日夜或季節性的變化。

不過，這個研究最重大的意義可能還是提醒我們，之前是否把目光放得太遠了，而忽視了身邊的鄰居？美國、蘇聯對金星探測曾經富有熱情，但因環境惡劣，探測器往往很快報廢。後來，人類就對這顆煉獄星球失去了興趣，把注意力聚焦在了火星，甚至更遠的太陽系外。上人類上一次研究金星上的磷元素，還要追溯到1985年蘇聯Vega二號所做的登陸實驗。

目前，下一個金星探測器排期最前的國家是印度，預計在2023年左右發射。

論文在結尾部分也提到，這樁懸案最終的解答可能需要現場探測或採樣氣溶膠返回。

責任編輯：李躍群

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