天体生物学家在金星上发现了磷化氢，这种分子被当当作生命存在标记。
日本拂晓号探测器拍摄的金星硫酸云层（伪色）丨图源：AKATSUKI PROJECT TEAM/ISAS/JAXA
高。这种剧毒、易燃且极臭的气体在地球上凡是由微生物发生，在天体生物学中被当当作生命体标识表记标帜。研究人员认为地球的邻人——金星可能有生命存在的迹象，也可能发生了一系列我们未知的光化学或地球化学过程。研究当作果颁发在《天然-天文学》。
这一发现令科学家兴奋，因为磷化氢这一物质在地球上介入生命过程，是新陈代谢的副产物。磷化氢是由厌氧生物发生的气体，披发出难闻的味道，达到必然浓度会致人中毒毁伤。但它也被认为可能对全球的磷轮回有主要进献。别的，磷化氢也有一些工业和农业用途，如熏蒸剂。
事实上，此前科学家曾在气态行星木星和土星中发现过磷化氢，他们发现气态巨行星上的极端情况可能供给能量上的帮忙，降服磷原子和氢原子之间的排斥，使其天然形当作磷化氢。而在地球上磷化氢只是厌氧生物的产品，很难经由过程通俗的地质或大气感化生当作，而且这种分子极不不变，要持续发生才能维持存在，这即是磷化氢被当当作生命灯塔的原因。
磷化氢分子丨图源：wiki
金星是常日夜空中最轻易见到的天体之一，自古以来就在人类文化中据有举足轻重的地位。好比金星在古罗马神话代表爱与美之神维纳斯，至此生物学上暗示女性的符号用的就是金星的占星符号。金星是太阳系中的四个类地行星之一，其质量、体积与地球相似，直径仅比地球小638.4公里。但与地球舒适的情况比拟，金星堪称“地狱”，地表前提对生命很不友爱，概况的压力是地球的92倍，温度高达900℃（概况平均温度至少为462℃），足以熔化铅块。即使水星才是距离太阳比来的行星，但地表温度最高的是金星。
论文作者、英国卡迪夫大学传授Jane Greaves和她的团队在2017年用位于夏威夷的麦克斯韦千里镜（JMCT）不雅测了金星。作为射电天文学家的Jane Greaves凡是把目光放在遥远的星系，本家儿要研究年青恒星系统的行星，但太阳系后院里的行星也是她存眷的对象，不雅察冥王星、土星和其卫星等，但愿能找到生命存在的证据。他们原本没指望能在这里找到磷化氢分子，只是为寻找系外行星大气物质设定可检测性基准。因为磷更轻易与氧连系，金星大气层本家儿要由二氧化碳构成，偏强酸性。这种情况被认为并不适合于磷化氢的发生。但令他们意想不到的是，竟然发现了磷的光接收谱线，团队甚至一度认为是错误旌旗灯号，但阐发发现只有磷化氢是最有可能的诠释。
麦克斯韦千里镜丨图源：WILL MONTGOMERIE/JCMT/EAO
2019年，他们又用位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）进行了不雅察，该千里镜机能更好，最终他们探测到属于磷化氢的光谱特征，并估算出金星云层中距地面53公里处的磷化氢品貌为20ppb（十亿分之二十），是地球大气中浓度的数千倍。固然十亿分之二十听起来眇乎小哉，但科学家认为现实上不该该有那么多。在金星高层大气中发现的酸性前提下，一个分子的平均寿命只有16分钟摆布。为了抵消这种持续性的粉碎，必需有大量不变的气体来历。
很多科学家暗示了这项研究令人惊奇，华盛顿大学的天体生物学家Michael Wong暗示，“这确实是一个令人猜疑的发现，因为磷化氢并不合适我们对金星大气存在化学物质的理解。” 威斯敏斯特大学的天体生物学家Lewis Dartnell认为，“这些气体含量远远高于今朝已知方式出产所能诠释的程度”。
在地球上，很多能低氧情况中茁壮发展的微生物会发生磷化氢。而在距离金星概况53到61公里的高空，这里的温度与地球相似，是适宜的30摄氏度，有供给生命的根本情况。53年前，美国天文学家、科普作家卡尔·萨根就曾假设这里存在生命，“尽管金星的概况前提使在那边糊口的假设是难以置信的，但金星的云层完全分歧”。
Greaves团队试图找出这些磷化氢的来历。研究团队考查了各类可能发生磷化氢的体例，包罗来自金星地表、微陨星、闪电或云层内部的化学过程。含磷矿物是磷化氢的一种可能的原料，但它不太可能从行星概况飘至高空。闪电和阳光驱动的化学反映也不克不及发生足够的气体。地球上火山喷出的磷化氢很是少，若是同样的过程发生在金星，那么金星上的火山活跃水平要达到地球的200倍以上。
最终，他们无法确定这些微量磷化氢的来历，是以在论文中谨严地提出，磷化氢分子可能由金星上的生命体发生，但探测到磷化氢无法作为存在微生物生命的有力证据，只能表白金星上可能发生着未知的地质或化学过程。
该研究的合著者、麻省理工学院的行星科学家Sukrit Ranjan认为，磷化氢的存在并纷歧定是生命存在的必定迹象。磷化氢的化学性质并不为人所知，并且这种气体可能更轻易在金星大气中较低的暖和层中存在，这样就可以避免太阳光的照射，而太阳光会粉碎磷化氢的光化学反映。还有科学家对磷化氢的光谱旌旗灯号的真实性发生质疑，因为旌旗灯号微弱，可能是同频率的人工旌旗灯号。ALMA天文台John Carpenter指出，长途分子识此外尺度涉及检测统一分子的多个指纹，这些指纹在电磁波谱上以分歧的频率显示，但该团队尚未对磷化氢进行研究，“他们步调准确，但我不确定是真实的”。
研究团队认为两个自力千里镜的成果同时呈现统计问题的可能性很小，他们也但愿能在其他波段识别磷化氢，本打算用平流层红外天文台（SOFIA）和NASA红外千里镜（IRTF）不雅考试证，但因为新冠疫情临时弃捐。
持久以来，科学家但愿从火星上寻找生命，本年扎堆发射的火星探测器就有最终鉴定火星是否有生命的方针。近年来对金星的探测确实已经很少，此刻只有日本拂晓号（Akatsuki）探测器在轨道运行。而早期对金星的探测表白，大气中某部门对紫外线接收比预期多，有科学家提出这可能是空气微生物所致，但更有可能是含硫化合物存在——微生物发生了硫。不雅察猜测金星还曾有液态水，是以有一些科学家当真描述了“金星人”保存可能。现在，这些研究或许应该被严厉地考虑。作为地球邻人的金星，我们仍领会很少，至少这里还有良多未知的大气化学现象。
参考来历
Greaves, J.S., Richards, A.M.S., Bains, W. et al. Phosphine gas in the cloud decks of Venus. Nat Astron (2020). https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4
https://www.sciencemag.org/news/2020/09/curious-and-unexplained-gas-spotted-venus-s-atmosphere-also-spewed-microbes-earth
https://www.scientificamerican.com/article/venus-might-host-life-new-discovery-suggests/
https://www.nationalgeographic.com/science/2020/09/possible-sign-of-life-found-on-venus-phosphine-gas/
https://en.wikipedia.org/wiki/Venus#Early_studies
撰文 | 刘辛味
