金星_天文行星|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 。
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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 。
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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 ， 而且探测起来非常困难 。
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（C H S） ， 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 ， 木星和土星的卫星 ， 还有小行星、彗星 ， 甚至一些太阳系外的类地行星 。
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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 。
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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. Cal ada & 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太空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 。
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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 。
【金星_天文行星|金星上面存在生命？这是当前最可能的解释】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 。
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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 。
（责编 高佩雯）
论文信息：
Phosphine gas in the cloud decks of Venus.
Nature Astronomy (2020)
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