新发现表明，金星可能拥有生命

在金星的云层中有一些时髦的东西在发生。望远镜探测到，在地球灼热表面上方的大气层中，磷化氢分子浓度异常高。磷化氢是一种臭气熏天的易燃化学物质，通常与粪便、放屁和腐烂的微生物活动有关。

这一发现很奇怪，因为在地球上，磷化氢基本上总是与生物联系在一起，要么是代谢过程的副产品，要么是工业熏蒸剂和甲基苯丙胺实验室等人类技术的副产品。尽管这种分子对许多有机体都有毒性，但它被认为是潜在的明确的生命标志，因为它很难通过普通的地质或大气作用来制造。

金星笼罩在硫酸云中，表面压力和温度足以融化铅，是一个地狱般的世界。但是磷化氢所在的特定云层恰好是相对温和的，有充足的阳光和类似地球的大气压力和温度。结果必须经过科学界的仔细审查。然而，它们似乎可能重新激发人们探索我们隔壁姊妹星球的兴趣。

华盛顿大学的天体生物学家迈克尔·王说：“这真是一个令人费解的发现，因为磷化氢不符合我们关于金星大气中应该有哪些化学物质的概念。”威斯康星大学麦迪逊分校的行星科学家Sanjay Limaye对此表示赞同。“底线是我们不知道发生了什么，”他说。(黄西和桑杰都没有参与这项工作。)。

金星是继太阳和月亮之后，地球天空中肉眼可见的最亮物体。几千年来，人们一直在讲述日出日落前后出现的闪闪发光的宝石的故事。英国加的夫大学的射电天文学家简·格里夫斯(Jane Greaves)对金星的光辉吸引了她。她通常将注意力集中在遥远的新生行星系统上，但她想在我们宇宙后院的世界上测试她的分子识别能力。

2017年，格里夫斯在夏威夷莫纳克亚用詹姆斯·克莱克·麦克斯韦望远镜(JCMT)观察了金星，在行星光谱中寻找条形码般的线条图案，这将表明不同化学物质的存在。在这样做的时候，她注意到一条与磷化氢相关的线条。数据表明，该分子在地球大气中的含量约为百万分之20，浓度比地球大气中的浓度高出1000到100万倍。“我惊呆了，”格里夫斯说。

磷化氢是一种相对简单的分子，含有一个磷原子和三个氢原子。众所周知，它散发着大蒜或腐烂的鱼的臭味，尽管当它达到人类可以闻到的浓度时，很可能会导致肺损伤。在“绝命毒师”的试播集中，沃尔特·怀特(Walter White)这个角色准备了磷化氢毒气，以击倒两名威胁他的袭击者。

然而，制造这种物质并不像电视上看到的那么容易。麻省理工学院(Massachusetts Institute Of Technology)的分子天体物理学家克拉拉·索萨-席尔瓦(Clara Sousa-Silva)说，磷和氢“互相憎恨”，她也是一项报告磷化氢发现的研究的合著者。“氢有更好的事情要做，而磷更愿意与氧结合。但如果你向他们投入足够的能量，他们就可以走到一起，在某些环境中保持稳定。“

气体巨星木星和土星含有磷化氢，因为它们有热的内部，在那里可以从能量上有利于产生这种分子。相比之下，金星失控的温室大气层充满了二氧化碳等含氧化学物质，这些化学物质通常会吸收磷化氢中的磷。这种分子在任何水平上都存在，更不用说格里夫斯看到的数量了，这真是令人费解。

与此同时，索萨-席尔瓦的职业生涯建立在研究磷化氢的基础上-她在推特上被称为@DrPhospine-预测它可能会出现在遥远的外星人系外行星的大气层中。“我在考虑这些光年外的奇异世界--超级地球、热带行星、污水行星，”她说。“而且在这段时间里，它就在隔壁。”

研究人员和他们的同事去年在智利用更强大的阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)对金星进行了后续观测，再次探测到磷化氢的大气特征。然后，他们试图找出这种奇怪分子存在的所有可能的原因，包括火山活动、闪电，甚至是陨石在行星大气层中破裂。格里夫斯说：“我认为我们能找到的最好路线差了大约10,000倍。”

当然，研究小组还没有考虑过制造磷化氢的其他途径。但在用尽了想象力寻找非生物解释后，研究人员感到被迫在他们的论文中承认了另一种可能性：这种分子可能是由金星上的生命制造的，就像生命是它在地球上的主要表现方式一样。这篇论文今天发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)上。

长期以来，天体生物学家一直迷恋火星，这是一颗干燥、多岩石的行星，其条件与地球并不完全不同。最近，他们被太阳系外冰冻的、潜在的宜居世界迷住了，比如土星的喷泉卫星Enceladus和木星的海洋卫星欧罗巴(Europa)。但是，尽管有缺点，金星并没有完全被科学家们忽视，他们在推测生命的外星栖息地。

在金星表面上方50至60公里处，有一个大气层，其气压相当于地球上的海平面，温度在0至50摄氏度之间。如果没有硫酸云，人们可能会说这一层是“适宜居住的”。即便如此，在温泉或其他环境中，仍有陆地生物乐于忍受这种极端酸性的条件。这个相对温和的地区正是磷化氢被发现的地方。

自20世纪60年代以来，天文学家还注意到，金星的云层反射的太阳紫外光没有应有的那么多：大气中一种未知的东西似乎优先吸收了这些光。这一观察结果使已故的天体生物学家哈罗德·莫罗维茨和卡尔·萨根提出，耗能的光合作用有机体可能是罪魁祸首。与此同时，其他研究人员从未停止过寻找替代的非生物解释。最近的证据表明，这颗行星在地质上仍然活跃。今年早些时候发布的一个模型显示，金星可能存在了近30亿年的海洋-其中一个在数亿年前才消失。可以想象，当我们的姊妹世界更像地球时，金星上可能就出现了生命，只是因为失控的温室效应使地球表面无法居住而变得空气中才有生命。

行星科学研究所的天体生物学家大卫·格林斯普龙没有参与这项研究，他说：“我一直认为，在金星的云层中存在生命，就像在火星的地下发现生命一样可信。”“每一个都是一个可能宜居但不能保证宜居的环境。”

然而，正如我们所知，金星的云层对生命是有害的，这几乎也是一个很好的理由。已经发现了漂浮在地球大气层中的微生物，但目前还没有人知道它们的整个生命周期都是在那里度过的。它们最终都要登陆，而金星表面似乎太不适宜居住，不适合作为一个好的水库。

正在考虑的金星地区也比智利的阿塔卡马沙漠干旱50倍，阿塔卡马沙漠是我们星球上最干燥的地方。尽管生物确实找到了在带有微量硫酸的水环境中茁壮成长的好方法，但地球这对邪恶孪生兄弟的条件基本上颠倒了这一公式：它的云层主要是硫酸，只有少量的水。

金星仍然是一个未被开发的地方。“尽管它确实就是隔壁的星球，但仍有许多谜团需要解开，”王说。他补充说，为了排除所有关于磷化氢产生的无生命解释，研究人员将不得不更多地了解地球本身，包括它的化学、地质学和大气物理。

另一个问题可能是磷化氢本身的检测。嘈杂的涟漪使得解析任何特定的线都具有一定的挑战性，这些涟漪叠加在团队数据中的金星光谱上。巴黎天文台的光谱学家布鲁诺·贝扎德(Bruno Bézard)说，这些波状结构可以模仿磷化氢的特征。“我看不出有什么有力的论据可以说这不是一场涟漪，”他说。

格里夫斯反驳说，使用两个独立的设施JCMT和ALMA找到相同信号的可能性在统计上很小。然而，她和她的同事们希望在其他波长(如红外线)进行更多的观测，以进一步检验他们的初步结果。制作更高分辨率的磷化氢出现位置的地图，并观察它是否表现出任何形式的季节性变化，也可能有助于将其与生物过程联系起来。

在许多方面，这一意想不到的发现似乎类似于1996年宣布的一块名为艾伦山84001的古老火星陨石中潜在的微观生命。除了看起来像细菌化石的结构外，样本中还含有一种不同寻常的铁晶体，看起来与地球上微生物产生的铁晶体完全相同。研究人员花了很多年才能找到这些晶体的无机解释。

虽然生活在这种情况下并不是一个解释，但“它让每个人都在想，‘好吧，有什么不可以的？’”格林斯彭说。“我们对火星所知的一切都符合这种可能性。这导致了一场巨大的运动，并将天体生物学作为一个领域来催化。“。

磷化氢的发现可能会在促使行星科学家更多地关注金星方面发挥类似的作用。近年来，已经有一批研究人员叫嚣着要向我们的姊妹星球执行更多任务。俄罗斯已经提议最早在2026年将其Venera-D任务发送到金星，其中将包括一个轨道器和着陆器。欧洲航天局(European Space Agency)也同样在规划EnVision航天器，它可能会在未来十年达到目标。

美国国家航空航天局目前正在考虑两个不同的金星任务的提案，以在其发现计划下提供资金：轨道验证和达芬奇+。后者将飞行自1984年苏联织女星气球以来第一个穿过金星大气层的探测器。预计明年某个时候会有选拔。

这些努力中的任何一项，加上使用地球上的望远镜进行的额外观测，都可能有助于支持或削弱金星上存在磷化氢的理由。在此之前，该领域的许多人可能会保留他们的全部判断。“说金星上有生命是非常投机的，”王说。“但说金星上肯定没有生命也是一种猜测。”

对于索萨-席尔瓦来说，她希望科学界的其他人能让她和她的同事们在这项研究中的方法和结论受到严格的审查。“我相信我们的模型和数据缩减是好的，但我仍然持怀疑态度，”她说。“我期待世界来指出我所犯的错误。”

索萨-席尔瓦说，这样的辩论对科学很重要，因为每当有人声称我们太阳系或更远的星球上存在生命的证据时，类似的谜题就会展开。“我认为很难证明这样的事情，”她补充道。“我们有一种与生俱来的寻找生命的欲望，然后我们也有自己的理性头脑说，‘这些都不是充分的证据。’我们不想孤单，但我们也不想错。有时这两件事很难共存。“