磷化氢真是金星“生命证据”?诺奖得主:金星在人类心目中的排名上升了
2020-09-17 14:25:10 作者:沈湫莎

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金星。NASA/JPL-Caltech

当人们的目光聚焦在火星探索上时,金星突然来“抢风头”了。近日,一支由麻省理工学院、曼彻斯特大学和卡迪夫大学的天文学家组成的团队,在金星光谱中首次发现了磷化氢的存在,这意味着金星上可能存在生命。

目前,这项新近发表于国际知名学术期刊《自然-天文学》上的研究结果,引起了天文学界和航空领域的极大关注。去年因发现太阳系外行星飞马座51b而分享诺贝尔物理学奖的迪迪埃·奎洛兹就表示:“我很满意,金星在人类心目中的排名上升了。”

剧毒气体竟成“生命证据”

判定一个星球上是否存在生命迹象,“氧”可能是人们心中的关键要素。然而奎洛兹指出,这可能是一个误区,因为无机化学方式也可以产生氧,所以找到“氧”不等于发现生命。不过,磷化氢就不一样了。“听起来有点难以置信,但就我们目前对金星的理解,如果这次探测到的气体真的是磷化氢的话,那么金星上就有可能存在着生命。”奎洛兹说。

为什么磷化氢会被认为可能是金星存在生命迹象的证据?中国科学院行星科学重点实验室主任、紫金山天文台研究员季江徽说,磷化氢是一种剧毒气体,通常由厌氧性生物的代谢产生,此外,人类的工业生产也会产生大量磷化氢,这些都与生命活动有关。

虽然地球上的非生命活动,如火山活动、陨石、闪电等自然现象也可能产生一定量的磷化氢,但数量极少。研究人员在金星大气中发现的磷化氢浓度达到了十亿分之二十,这个浓度是地球大气层中磷化氢浓度的1000—100万倍。

不过也有人猜测,金星大气层中的磷化氢是上世纪60年代至80年代人类发射的金星探测器留下的。但是,磷化氢非常容易被化学反应消耗,这么多年过去了,如果说硫化氢浓度真的达到了被观测的量的话,就说明金星有持续产生大量磷化氢的机制。

金星上的火山活动比地球上剧烈得多,这或许成为大量磷化氢的来源。季江徽还提醒人们,2018年科学家在火星上发现了甲烷,那次发现的意义与此相似。总之,眼下科学家们的当务之急要搞清楚,这些磷化氢是如何产生的,而这需要更进一步的研究。

在地球上“看”清遥远行星

比起论证金星上是否有生命,季江徽更在意的是,人类在距离金星数千万至上亿公里之外的地球上,用望远镜“看”清了金星大气的物质。

太阳系中,无论从大小、密度、重力、内部结构来看,金星都是与地球最相似的行星,美国、苏联、日本都向其发射过太空探测器,用以观测它的面貌。不过,金星表面覆盖着厚厚的硫酸云,阳光都难以透过,再加上接近500-°C的高温和高达350千米/小时的风速,使得探测金星尤为困难。迄今为止,在金星着陆的探测器中,最长的工作时间也只有11分钟。

随着技术发展,人们能够借助地面上的射电望远镜看清太空物质。在这个项目中,科学家利用夏威夷的麦克斯韦望远镜发现了金星大气中的磷化氢,随后使用智利的阿塔卡玛大毫米/亚毫米阵列射电望远镜予以进一步确认。

如今,人类利用光谱探测太空物质已变得越来越普遍。季江徽透露,紫金山天文台曾利用位于青海的13.7米口径毫米波射电望远镜,看清了彗星中含有大量有机物。“和以前相比,现在的望远镜技术能够极大提高空间分辨率,可通过光谱确定特定的分子特征,从而识别太空中的物质成分和丰度,这将对未来的宇宙探测产生深远影响。”季江徽说。

莫让地球成为下一个金星

别看金星现在充满“死亡气息”,但它曾经是颗“宜居之星”。美国国家航空航天局戈达德太空研究所(GISS)基于金星探测器的数据建模后发现,金星形成后有30亿年温度处于20°C至50°C的宜居状态,并且有着河流、海洋和多样的生命。

它究竟是如何走到如今这般境地的呢?这一切很可能源于一块多米诺骨牌的倒塌——科学家曾经计算出在7亿至7.5亿年前,金星上曾出现过某一事件导致二氧化碳浓度急剧上升,从而让气候变暖一发不可收拾,这或许为当下面临全球气候变暖的地球敲响了警钟。

“是时候让金星重新回到人们的视野中了。”在奎洛兹看来,金星因为过热的环境、巨大的气压、酸性的大气环境不被视为星际探索的首选,但它其实是一个非常具有研究价值的星球。

发表该项研究的研究小组向外透露,他们将继续寻找在金星上检测到的磷化氢气体的来源,并寻找大气中其他可能意外出现的气体。

作者:沈湫莎

责任编辑:任荃

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