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金星可能存在“生命印记”?科学家在“炼狱行星”有了新发现

2020-9-16 08:07| 发布者: admin| 查看: 108| 评论: 0
摘要: 金星是人类除太阳、月亮外肉眼能看到的最亮的天体。当它早晨出现时,人们称它为“启明星”,当它黄昏出现时,人们称它为“长庚星”。我国古代将之称为“太白星”,罗马人则称它为“维纳斯”———爱与美的女神。金星 ...
金星是人类除太阳、月亮外肉眼能看到的最亮的天体。当它早晨出现时,人们称它为“启明星”,当它黄昏出现时,人们称它为“长庚星”。我国古代将之称为“太白星”,罗马人则称它为“维纳斯”———爱与美的女神。

金星是太阳系中距离太阳第二近的行星,也是距离地球最近的行星。金星和地球的质量、密度和体积都非常相近,都拥有岩石内核,科学家认为二者的年龄也相同,都形成于46亿年前。因此人们把金星称作地球的“姐妹星”,长期猜测那里曾出现过生命。

金星可能存在“生命印记”?科学家在“炼狱行星”有了新发现


欧洲南方天文台14日发布的一张金星的效果图,小图中展示了磷化氢分子。

欧洲南方天文台当地时间9月14日发布新闻公报说,一个国际天文学家团队在金星大气层中探测到了磷化氢的踪迹。分析认为,金星上可能存在未知的光化学过程等,或者有可能这些磷化氢源于某种形式的生命。相关研究论文发表在新一期英国《自然·天文学》杂志上。

那么,被科学家称为“生命标志物”的磷化氢,究竟是什么?金星这样一颗又热又酸被称为“炼狱行星”的星球,真的有可能存在生命吗?

涨知识/

磷化氢究竟是什么?

无色、剧毒、大蒜味

据国际天文学家团队负责人、英国加的夫大学的简·格里夫斯介绍,他们利用架设在夏威夷的JCMT望远镜对金星进行观测,发现了磷化氢的踪迹,之后又通过架设在智利的大型射电望远镜阵列ALMA确认了这个发现。

这一国际团队包含来自英国、美国和日本的天文学家,他们根据观测数据推断,金星大气层中的磷化氢浓度很低,大约每10亿个分子中仅有20个磷化氢分子。

在地球上,磷化氢仅见于工业生产领域或由厌氧微生物所产生。磷化氢是一种无色、剧毒、易燃的储存于钢瓶内的液化压缩气体,化学式为PH3。该气体比空气重,在金属磷化物产生磷化氢气体时常带有乙炔味或者大蒜味或者腐鱼味。如果遇到含有其它磷的氢化物如乙磷化氢,会引起自燃。

对人类和地球上的绝大多数生命来说,磷化氢就是杀手。在第一次世界大战期间,磷化氢就曾作为化学武器使用。但是,磷化氢同时却是一些生活在垃圾堆、沼泽或者动物肠道中的厌氧微生物的代谢产物。这种有毒物质常被用作杀虫剂和灭鼠药。电子工业将其用于电子电路的硅晶体中。人类若是吸入磷化氢,会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。

那么,在金星大气层中探测磷化氢的踪迹,就意味着存在生命吗?

新发现/

磷化氢为何被认为是

“生命标志物”?

在地球上,磷化氢一般与生命相关。人们在覆盖着企鹅粪便的岩石、粪水和动物肠道中都发现了它。这种气体通常与厌氧微生物的存在有关。但木星和土星的大气层中也存在磷化氢。在这两个行星上,磷化氢的来源与生命完全没有关系:它们的内核温度和压力都非常高,足以形成磷化氢,后者随后上升至高层大气。14日宣布金星大气层中探测到磷化氢的国际天文学家团队,曾在过去的一项研究中称,任何温暖的类地行星有磷化氢的存在都是一种生物标志,不存在假阳性的情况。

对于金星上磷化氢的来源,这个研究团队进行了大量分析,推断是否来自光照、闪电、火山或者从金星表面向上吹至大气层中的矿物质等,但根据已有知识的计算结果均不支持这些来源。研究人员因此表示,一种解释是金星上存在前所未知的光化学过程等。

另一种解释是,金星大气层中的磷化氢可能是某种生物留下的印记。据团队介绍,地球上的一些细菌等微生物会从矿物等物质中吸取磷元素,在生命活动中产生磷化氢,并排出体外。如果金星上真的存在某种生物,其生存形式可能与地球生命迥然不同,但也能像地球微生物一样制造磷化氢。

金星可能存在“生命印记”?科学家在“炼狱行星”有了新发现


研究人员推测,金星大气中本不应该有磷化氢。首先,磷化氢极难产生;其次,磷化氢很不稳定,金星大气中的环境会在磷化氢积累到足以被探测到的量之前就将它们破坏。因此,此次探测到金星大气中的磷化氢,不仅可以推断金星大气中存在可以产生磷化氢的反应,而且可以进一步推断这种活动目前仍持续、稳定地存在。

真面目/

揭开“维纳斯”的面纱:

金星不仅热还很“酸”

科学界对金星生命的设想不是没有过,但实际上,金星表面环境与大气状况与地球截然不同。团队成员、美国麻省理工学院的克拉拉·苏萨-西尔维娅评价说,在金星上发现磷化氢出乎意料,随之也带来了很多疑问。比如金星大气层中几乎都是酸性物质,假如那里真有微生物,它们是如何存活的?

金星和地球的大气成分截然不同。金星拥有温度最高的表面和极高的大气压。金星自转一周需要243天,比公转一周还慢18.3天,所以金星上的一年比一天还短。金星是太阳系中唯一一个逆向自转的行星。

根据之前的科学探索,金星是一颗又热又酸的星球,其表面温度高达477摄氏度,足以把人烤焦;其表面大气压是地球大气压的100倍,足以把人压得粉身碎骨;金星的大气层由二氧化碳和极少的水蒸气组成,足以把人闷死,猛烈的飓风终年不息,大气上空还具有强烈腐蚀作用的几十公里厚的浓硫酸云层。金星极高的大气压也导致了此前多次探测使命失败,或者在探测器被压碎前只有短短几分钟时间将数据传回地球。

金星与地球顶多算得上是一对“貌合神离”的姐妹。由于二氧化碳和浓硫酸云层使得其表面的热量不能散发到宇宙空间,被封闭起来的太阳辐射使金星表面变得越来越热,这就是所谓的温室效应。还曾有研究人员推测,金星在几百万年前曾经历过地球现今的演化阶段,那个时候可能有智能生物存在。但是后来由于大气成分急剧变化,二氧化碳占了绝对优势,金星上的温室效应愈演愈烈,大量水蒸发成云气或散失,导致金星的生态环境彻底改变,最终生命灭绝。

目前,在金星大气层中探测到磷化氢踪迹,结果不是结论性的。论文作者认为,探测到磷化氢无法作为存在微生物生命的有力证据,只能表明金星上可能发生着未知的地质或化学过程。未来仍需开展进一步观测和模拟,寻找金星大气中磷化氢的来源。

封面新闻 王萌 综合 新华社、央视、《广州日报》、参考消息等

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