金星上面存在生命？这是当前最可能的解释

　　科学家们在“炼狱”一般的金星上，找到生命的“标记物”——磷化氢。在排除其他可能性之后，他们认为，金星上可能存在生命。

　　作者 | 叶洪涛 紫金山天文台

　　我们生活在地球上，周遭看去，这个星球上不但有人类，还有着无比丰富的生命种类和形态。可是一旦遥望星空，古代所设想的月宫嫦娥、玉兔不存在，近代所担心的会入侵地球的火星人也不存在。地球是如此孤单，尽管宇宙中有无数星辰，我们无法确证任何一个上面存在着生命。

　　但在最近，一项新研究称，在“地狱”一般的金星上，找到了生命的“标记物”——磷化氢，并首次推测金星可能存在生命。

　　这一令人惊奇的结果，发表在9月14日的《自然-天文学》上。

　　地球隔壁的地狱行星

　　这个发现确实令人意外，金星一直不是寻找生命的主要目标，虽然它是离地球轨道最近的行星，比火星还要更近一些。

　　在太阳系中，水星、金星运行在地球公转轨道以内，因为距离太阳太近，所以表面温度太高，看起来不适于生命生存。而土星、天王星、海王星又离太阳过远，表面覆盖着冰层，显然也不是宜居环境。

　　太阳系八大行星，越往外越冷（最右的冥王星已被“开除”出行星行列）|来自网络

　　至于木星，像太阳一样会自己发热，内部温度达30000摄氏度，表面又常年刮着强风暴（并形成了著名的木星大红斑），是一个极不稳定的环境，人们也没太指望在它上面找到生命。

　　让人投入最多关注的就是环境与地球最接近的火星，还有其他几个具有相对宜居环境的星体，比如木星的卫星（木卫二）和土星的卫星（土卫二、土卫六）。但经过多次的探测，始终没有找到任何确切的证据。顺便一提，2018年6月，好奇号火星车在火星岩石上发现碳基有机分子噻吩（C₄H₄S），暗示火星过去有可能存在生命。

　　让我们再看一下金星上如“炼狱”一般恶劣的自然环境：

　　在太阳的炙烤下，其表面温度可达500℃。在这么高的温度下，液态水早已蒸发，我们现在工业水平下能造出来的最耐温的塑料也融化了，甚至一些金属都已经过了熔点。并且，那里空气极度干燥，浓厚的大气层除了二氧化碳，还含有相当多的硫酸云。

　　虽然在地球上也发现了一些能在高酸性，或高温度等极端环境下生存的生命类型，比如一些耐受力极高的细菌，但科学家都更倾向于将寻找生命的目标设定在更宜居的地方。比如前面说到的火星，卫星，还有小行星、彗星，甚至一些太阳系外的类地行星。

　　其他恒星系中处于宜居带上的行星（液态水所在的轨道附近）。|来自网络

　　但是，事情往往就是这样出人意料，在我们认为最不可能的地方，出现了可能的生命痕迹。

　　不可思议的生命标记物

　　这次在金星上发现的磷化氢气体，是一种比较典型的生命标记物。

　　生命标记物是指与生命活动相关的特征物质，一般由生物体的代谢等活动产生，非生命过程无法、或很难制备。

　　这些磷化氢是研究人员在2017年和2019年分别用麦克斯韦望远镜和ALMA望远镜两次对金星进行探测后发现的。他们找到一个只属于磷化氢的光谱信号，并由此估算出金星云层中的磷化氢丰度为20 ppb，——相当于10亿个分子中，有20个磷化氢分子。

　　金星大气层中发现的磷化氢分子（距离金星表面约6万米）。 | ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech

　　因为不同分子会吸收不同波长的光，每种分子都有一套独特的光谱“指纹”，科学家们在地球上用天文望远镜观察来自天外的光谱吸收线，就能查明哪些天体上有哪些分子存在。

　　金星大气层中磷化氢的浓度为20ppb。这个数值看似不高，但已经是地球大气层中磷化氢浓度的1000~100万倍。所以研究者使用了“浓度异常高”的表述。

　　磷化氢是一种散发着大蒜和腐鱼气味的有毒气体，幸好地球上是现在这个浓度，而不是更高，否则我们的健康甚至生命都可能受到威胁。

　　地球上的磷化氢有两种来源，一种是作为厌氧生物代谢活动的副产物，一种是人类的工业生产。除此之外的，无论是普通的地质过程，还是大气中的化学反应，都难以产生磷化氢。

　　在太阳系中，磷化氢也并非地球专属。此前在木星和土星这些巨大的气态行星上也发现了磷化氢，它们内部极端的高温高压环境，可以允许磷化氢以非生物的方式生成。但金星是与地球类似的岩质行星，这就比较奇怪了。

　　金星上的火山活动、地质运动、风暴雷电等非生物过程，都不足以产生这种浓度的磷化氢。所以，在排除了其他可能性之后，科学家们推测，金星上可能存在生命。

　　金星上的大气，模拟图。|来自网络

　　有生命，并不是唯一解释

　　他们进一步推测，这可能是一种漂浮在金星大气中的、距离地表数万米的简单微生物。

　　那里气温没有金星表面那么高，大概只有二三十摄氏度，空气中还有微量的水分（0.1%的水蒸气），如果和硫酸形成含水量约15%的悬浮小液滴，就有可能支持生命存在。

　　或者，也可能是与地球生命非常不同的生命形式，因此更难得到确定的判断。

　　但科学研究始终是严谨的，尽管科学家们已经考虑了所有可能的非生物过程，但在金星上，也可能存在此前未曾知晓的化学过程。究竟是一种什么过程，目前很难想象。

　　卡尔·萨根有一句名言：“不同凡响的结论，需要不同凡响的证据。”就目前而言，仅靠现有的证据就断定金星上有生命存在，的确略显武断。

　　金星上是否有生命存在，目前还不能下定论。|来自网络

　　但是对地外生命感兴趣的朋友也不必失望。应该看到，就算不能获得发现地外生命的重大成果，如果能够发现产生磷化氢的全新化学机制，也是一项不错的成果。它可以帮助我们更进一步地了解行星形成和演化的过程。

　　科学不是只有靠意义特别重大的成果来推动，一个个小成果的积累也是科学进步的标志。目前的这项发现，无疑为进一步探测金星又增加了动力。当前已经有多个正在筹备的金星探测计划。

　　例如俄罗斯的Venera-D任务（包括一个轨道器和一个着陆器），计划最早将在2026年飞向金星；欧洲航天局的远景号（EnVision）金星探测器，计划在本世纪30年代抵达金星。美国宇航局也正在考虑金星探测的细节，计划穿越金星大气层，从而获取第一手的数据。

　　希望他们能给我们带回金星的好消息。

　　论文信息：

　　Phosphine gas in the cloud decks of Venus.

　　Nature Astronomy (2020)

　　https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4

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