科学家获得新的证据，表明金星上可能有生命

人们只知道是细菌制造了它们，但并不知道细菌究竟是怎么制造它们的。

金星的紫外照片，2016年5月17日由日本的拂晓号探测器拍摄。金星云中的某些特征至今无法解释。JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic

近日以加的夫大学Jane Greaves为首的一个科研团队，使用夏威夷的詹姆斯・克拉克・麦克斯韦望远镜和西弗吉尼亚的绿岸望远镜，在亚毫米波段上，探测到了金星大气层中磷化氢和氨。这一发现使得这些神秘物质的来源变得更加扑朔迷离。与此同时也表明，认为是某种不明的生物产生了这些化合物的观点值得认真考虑。

金星炽热无比，其表面温度足以熔化铅；靠近金星表面的大气压力也极高。如果说金星云中的磷化氢和氨是由生物产生的，那么这些生物可能不会生存在靠近金星表面的地方。

参与研究的英国伦敦帝国学院天体物理学家Dave Clements表示，现有的化学机制似乎无法解释在金星的氧化性大气层中如何通过非生物机制的方式生成磷化氢和氨。事实上，即便是在地球上，人们也不十分清楚生物究竟是如何产生磷化氢的。人们只知道是细菌制造了它们，但并不知道细菌究竟是怎么制造它们的。

2020年，研究人员首次在金星大气层中探测到磷化氢。但这一结果受到了多方质疑。反对意见主要集中在数据的处理方式，以及信号的可靠性——因为事后其他望远镜并没有发现磷化氢。而现在研究人员表示，这些技术层面上的问题已被解决。本次共有三个观测阵营，通过使用被称为“大眼睛（Nāmakanui）”的新传感器，提供了140倍于初次的探测数据。

“大眼睛”传感器由三个不同频率的接收器组成。其中一个接收器能够探测到磷化氢，以及二氧化硫和半重水（HDO，分子中含有三个氢原子一个氧原子的水）。金星云中的二氧化硫和半重水含量会随着时间的推移而发生变化，研究人员希望也能够看到磷化氢的含量发生类似变化。这是因为有科学家怀疑，之所以会探测不到磷化氢，是因为金星云中的磷化氢含量可能会随着时间的推移发生变化。

导致变化的一个原因，可能来自太阳紫外线。紫外线能够分解金星上层大气中的分子，其中就包括磷化氢。而研究人员初次探测到的磷化氢分布在金星的晨光分界线附近，金星的夜面在那里转入日面。由于夜晚没有太阳紫外线的冲击，磷化氢可以在夜面积累，并在转入日面后不久被探测到。

而由ESA金星快车探测器、SOFIA同温层红外天文台和NASA夏威夷红外望远镜实施的观测集中在金星日面转入夜面的黄昏分界线附近。在经受了一整个金星日（相当于243个地球日）的紫外线轰击之后，磷化氢可能已经被分解得所剩无几。

研究人员在重新分析了SOFIA的数据之后发现，它实际上是探测到磷化氢的，只不过信号非常弱，表明含量非常低。与此同时，加州州立理工大学的Rakesh Mogul在重新分析了1978年先锋号金星任务的旧光谱数据后，也在金星云中发现了高浓度的磷。

研究人员表示，假如磷化氢是被太阳紫外线分解的，那后续三次观测几乎一无所获就说得通了。这同时也表明，某种不明机制正在快速补充金星大气中的磷化氢。

除了磷化氢，研究人员还通过绿岸射电望远镜发现了氨。氨能够为微生物提供在极端环境生存的方法。但是金星云中氨的来源同样扑朔迷离。

金星大气给生命设置的另一道障碍是强酸。金星的云几乎是由纯硫酸组成的。虽然在距离金星表面51至62千米的半空中气温适中，然而我们很难想像生命如何能够在强酸环境中生存。

但是如果有氨，它就能中和掉部分酸。虽然酸性依然很高，但是某些地球上的嗜酸生物是能够在经过氨中和的硫酸液滴内生存的。此外最近还有科学家发现，氨基酸能够在高浓度的硫酸中保持稳定。

也有一种可能，金星上的磷化氢和氨其实是通过非生物机制产生的。毕竟我们在许多气体巨行星，如木星和土星上发现过这些物质。但是在气体巨行星上，这些物质是在富氢大气的深处，在极端高压和高温的环境中生成，然后随上升对流到达云顶的。

问题在于，在木星和土星的富氢大气中，通过非生物机制形成这两种物质是合理的，因为磷化氢和氨都含氢。但在金星或地球的氧化性大气中，大部分化学反应都绕不开氧。任何游离的氢都会迅速与氧结合。虽然研究人员还没有能够像研究磷化氢那样，对金星通过非生物机制产生氨的化学反应链进行研究，但显然一定也会碰到这个问题。

另一种可能是磷化氢和氨都是在金星上层大气中通过罕见的光化学反应产生的。在那里紫外线能够分解分子，并组装出磷化氢和氨。但到目前为止还没有人在金星上，甚至在实验室里发现有这样的可能。

当然最后一种让人感觉不那么有趣的可能是，磷化氢和氨是从金星的火山中释放出来的。

研究人员希望利用欧空局的木星冰月勘测者（JUICE）探测器在2025年飞掠金星进行引力弹弓加速时，提前开机对金星进行探测——因为它搭载的设备有能力探测到磷化氢和氨。但工程师能够被说服的可能性有多大是个未知数。

总之在一段时间之内，人们对金星大气中是否存在磷化氢和氨，以及它们的存在意味着什么仍将争论不休。但由于牵涉到金星上是否有生命，这种争论是值得的。

参考
Venus may be able to support life, new atmospheric evidence suggests
https://www.space.com/venus-atmosphere-phosphine-ammonia-possibility-of-life