作为地球的近邻,金星的大小和质量也都十分接近地球。然而,金星上的环境与地球天差地别。金星大气非常稠密,其中96.5%是二氧化碳,表面大气压相当于地球表面大气压的90倍。
由于大量二氧化碳产生了极端的温室效应,导致整个金星地表的温度达到了464 ℃。在这种极端温度下,任何液态水都不会存在。此前天 学家认为,如同火炉的金星不可能存在生命。
然而,天 学家在金星上的一个最新重大发现,或将成为人类搜寻地外生命的里程碑。根据《自然天 》(Nature Astronomy)杂志刚刚公布的一项研究[1],天 学家在金星大气中检测到了磷化氢(PH3,或称膦),含量为一亿分之二,这个发现令天 学家激动不已。
那么,发现磷化氢意味着什么?为什么这是一个重大发现?
对于地球以及金星这样的类地行星,非生物的自然过程基本上无法产生磷化氢。在地球上,磷化氢要么是生物产生的,要么是人类通过化学反应制备出来的。在此之前,地球是唯一一个发现存在磷化氢的岩质行星,因为这里有生命。
磷化氢与氧气能够进行剧烈反应,产生磷酸。磷化氢是一种剧毒气体,但厌氧微生物并不惧怕,而且地球上自然存在的磷化氢都是由厌氧微生物产生的,科学家并没有找到其他自然产生磷化氢的方式。
《天体生物学》(Astrobiology)杂志在2019年刊载的一项研究[2]指出,磷化氢可以作为系外行星大气中的生物标志气体。磷化氢有三个强烈的光谱特征,它们可以很容易从其他大气成分中被分辨出来。
在此次的新研究中,麻省理工学院、卡迪夫大学的天 学家从金星大气光谱中,确认了磷化氢的存在,含量为20 ppb。由于金星离太阳非常近,接收到的太阳辐射很强烈,而且金星的大气是酸性的,所以磷化氢在这种环境中很快就会被反应掉。
如果金星大气中的磷化氢是在很久之前产生的,目前的天 学家就不可能检测到它们。因此,金星大气中的磷化氢都是刚刚产生不久的,而且是在源源不断地产生。
对此,天 学家先考虑生命以外的其他可能解释,包括大气化学、地表和地下化学、火山从金星内部喷出磷化氢、陨石从外部把磷化氢带到金星大气中、金星闪电、金星构造板块的相互滑动、太阳风。
结果发现,虽然其中一些过程可以产生微量的磷化氢,但比实际发现的磷化氢含量要少几个数量级,天 学家无法用非生物过程来解释金星大气中异常丰富的磷化氢。也就是说,金星大气中的磷化氢有可能是金星生命产生的。
事实上,先前研究已经表明,金星大气中存在复杂的化学环境,那里有着合适的温度和气压,有条件孕育出生命。未来,人类可以发射探测器到那里直接搜寻金星生命。如果最终能够证明金星大气中存在生命,这项研究无疑会成为人类寻找外星生命的起点。
参考 献
[1] Jane S. Greaves, Anita M. S. Richards, William Bains, et al., Phosphine gas in the cloud decks of Venus, Nature Astronomy, 2020, doi: 10.1038/s41550-020-1174-4.
[2] Clara Sousa-Silva, Sara Seager, Sukrit Ranjan et al., Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres, Astrobiology, doi: 10.1089/ast.2018.1954.
声明:本站部分 章内容系出于传递信息之目的源自于第三方 站转载,行业企业、终端用户投稿。若对稿件内容有任何疑问或质疑,请立即与本 站联系,本 站将迅速给予回应并第一时间做出处理(联系邮箱:jinwei@zod.com.cn)。