天文学家可能已经在金星上发现了生命的特征--有证据表明，与生物有关的磷化氢存在于金星大气层的宜居区。

寻找地球以外的生命在很大程度上是围绕着我们的岩石红色邻居展开的。多年来，美国国家航空航天局已经发射了多辆火星车，其中一辆新的正在行驶中，以筛选火星尘土飞扬的表面，寻找水的迹象和其他宜居的迹象。

现在，令人惊讶的是，麻省理工学院、卡迪夫大学和其他地方的科学家们在我们另一个更近的行星邻居金星的云层中观察到了可能存在生命的迹象。虽然他们还没有在那里发现生物体的直接证据，但如果他们的观察确实与生命有关，那么它肯定是金星云中的某种“空中”生命形式--否则这是一个炎热而不适宜居住的世界中唯一可居住的部分。他们的发现和分析发表在今天的“自然·天文学”杂志上。

由加的夫大学的简·格里夫斯领导的天文学家们在金星的大气中探测到了磷化氢的光谱指纹，即基于光的特征。麻省理工学院的科学家此前已经证明，如果在一个多岩石的陆地行星上检测到这种恶臭的有毒气体，它只能由那里的一个活着的有机体产生。研究人员利用夏威夷的詹姆斯·克莱克·麦克斯韦望远镜(JCMT)和智利的阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)天文台进行了探测。

麻省理工学院的研究小组对这一新的观察结果进行了详尽的分析，以确定在金星严酷的硫酸盐环境中，除了生命之外，是否还有其他东西可以产生磷化氢。基于他们考虑的许多情况，研究小组得出结论，除了生命的存在之外，对于在金星云层中检测到的磷化氢没有任何解释。

“很难证明是否定的，”麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究科学家克拉拉·索萨-席尔瓦(Clara Sousa-Silva)说。“现在，天文学家会想出各种方法来证明没有生命的磷化氢是合理的，我对此表示欢迎。请一定要这样做，因为我们已经用尽了所有的可能来展示可以制造磷化氢的非生物过程。“。

“这意味着这要么是生命，要么是某种我们没有预料到会在岩石行星上发生的物理或化学过程，”合著者、EAPS研究科学家Janusz Petkowski补充道。

麻省理工学院的其他合著者包括威廉·贝恩斯、苏克里特·兰扬、詹朱昌和莎拉·西格，萨拉·西格是EAPS 1941届行星科学教授，联合任职于物理系和航空航天系，以及加的夫大学、曼彻斯特大学、剑桥大学、MRC分子生物学实验室、京都桑乔大学、帝国学院、皇家格林威治天文台、开放大学和东亚天文台的合作者。

金星经常被称为地球的孪生兄弟，因为邻近的行星在大小、质量和岩石组成上都很相似。它们也有重要的大气，尽管这就是它们的相似之处所在。地球是一个由温带海洋和湖泊组成的宜居世界，而金星表面是一片沸腾的炎热景观，气温高达900华氏度，令人窒息的空气比地球上最干燥的地方还要干燥。

这颗行星的大部分大气也相当不适宜居住，到处弥漫着浓厚的硫酸云，以及比地球上最酸性的环境高出数十亿倍的云滴。大气层也缺乏丰富存在于行星表面的营养物质。

“对于任何种类的生命来说，金星都是一个极具挑战性的环境，”西格说。

然而，在金星的大气层内有一个狭窄的温带，距离地面48到60公里，那里的温度从30华氏度到200华氏度不等。科学家们推测，如果金星上存在生命，那么这一层大气层或云层很可能是生命唯一存活的地方，这一猜测颇具争议。碰巧这片云层正是团队观测到磷化氢信号的地方。

佩特科夫斯基说：“这个磷化氢信号恰到好处地定位在其他人猜测该地区可能适合居住的地方。”

这项探测首先是由格里夫斯和她的团队进行的，他们利用JCMT瞄准了金星的大气层，寻找可能表明存在意想不到的分子和可能的生命信号的光模式。当她拿到一个表明磷化氢存在的模式时，她联系了索萨-席尔瓦，后者在职业生涯的大部分时间里都在描述这种臭气熏天的有毒分子。

索萨-席尔瓦最初假设天文学家可以在更遥远的行星上寻找磷化氢作为生物特征。“我想的真的很远，离我们很远，真的没有想过离我们最近的行星。”

在曼彻斯特大学ALMA区域中心的安妮塔·理查兹(Anita Richards)的帮助下，研究小组利用更灵敏的ALMA天文台对格里夫斯的初步观察进行了跟进。这些观察证实了格里夫斯观察到的确实是一种与金星云层内磷化氢气体释放的光模式相匹配的光模式。

研究人员随后使用京都尚约大学的佐川英夫(Hideo Sagawa)开发的金星大气模型来解释数据。他们发现，金星上的磷化氢是一种次要气体，存在于大气中的浓度约为每10亿个分子中有20个。尽管这个浓度很低，但研究人员指出，地球上生命产生的磷化氢在大气中的浓度甚至更低。

由班恩斯和佩特科夫斯基领导的麻省理工学院团队利用计算机模型探索了所有可能的与生命无关的化学和物理路径，这些路径可以在金星恶劣的环境中产生磷化氢。巴恩斯考虑了各种可能产生磷化氢的情景，如阳光、地表矿物、火山活动、流星撞击和闪电。兰扬和剑桥大学的保罗·里默随后对通过这些机制产生的磷化氢如何在金星云中积累进行了建模。在他们考虑的每一种情况下，产生的磷化氢只相当于新观测到的金星云层上存在的磷化氢的一小部分。

佩特科夫斯基说：“我们真的通过了所有可能的途径，可以在一个岩石星球上生产磷化氢。”“如果这不是生命，那么我们对岩石行星的了解就严重不足。”

如果金星的云层中确实存在生命，研究人员认为它是一种空中形态，只存在于金星温带的云层中，远远高于沸腾的火山表面。

“很久以前，金星被认为有海洋，可能和地球一样适合居住，”索萨-席尔瓦说。“随着金星变得不那么好客，生命将不得不适应，它们现在可以在这个狭窄的大气层中生存。”这可能表明，即使是处于宜居地带边缘的行星，也可能有一个具有当地航空宜居包层的大气层。“。

在另一项单独的研究中，Seager和Petkowski探索了这样一种可能性，即金星大气的较低层，就在云层之下，可能对假想的金星生物圈的生存至关重要。

“原则上，你可以有一个生命周期，让生命永远停留在云中，”佩特科夫斯基说，他设想任何空中的金星生命都会与地球上的生命有根本的不同。“金星上的液体介质不像在地球上那样是水。”

Sousa-Silva现在正与麻省理工学院的Jason Dittman一起领导一项工作，用其他望远镜进一步确认磷化氢的探测。他们还希望绘制出这种分子在金星大气层中的存在图，看看信号中是否存在每日或季节性的变化，这将表明与生命有关的活动。

索萨-席尔瓦说：“从技术上讲，以前在金星的大气层中也发现过生物分子，但这些分子也与生命以外的一千种物质有关。”“磷化氢之所以特别，是因为没有生命，就很难在岩石行星上制造磷化氢。地球一直是我们发现磷化氢的唯一陆地行星，因为这里有生命。直到现在。“

这项研究的部分资金来自科学和技术设施理事会、欧洲南方天文台、日本科学促进会、海辛-西蒙斯基金会、变化发生基金会、西蒙斯基金会和欧盟的地平线2020研究和创新计划。