藝術(shù)家描繪的金星炎熱貧瘠的景觀。圖片來(lái)源：美國(guó)太空網(wǎng)
科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣
金星與地球大小相似，但表面如同煉獄，溫度足以熔化鉛，云層由腐蝕性硫酸組成。
4年前，英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院天體物理學(xué)家戴夫·克萊門茨帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在金星的大氣層中意外發(fā)現(xiàn)了一種在地球上象征著生命的氣體——磷化氫，這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了爭(zhēng)議，隨后的觀測(cè)未能證實(shí)這一發(fā)現(xiàn)，質(zhì)疑聲隨之而來(lái)。
如今，當(dāng)初發(fā)現(xiàn)磷化氫的同一研究團(tuán)隊(duì)帶著更多觀測(cè)數(shù)據(jù)回歸。這些數(shù)據(jù)近期在英國(guó)赫爾市舉行的英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)會(huì)議上首次公布。研究人員表示，新的數(shù)據(jù)提供了更有力的證據(jù)，證明金星的大氣層中存在磷化氫。此外，他們還在金星大氣中發(fā)現(xiàn)了另一種特殊氣體成分——氨。
是否存在磷化氫引發(fā)爭(zhēng)議
在地球上，磷化氫是一種由腐爛的有機(jī)物或細(xì)菌產(chǎn)生的、有惡臭的有毒氣體；而氨氣則是一種自然存在于環(huán)境中的具有刺鼻氣味的氣體，也主要是由細(xì)菌在分解動(dòng)植物過程中產(chǎn)生的。磷化氫和氨氣都被認(rèn)為是生物標(biāo)志物。
克萊門茨說(shuō)，像地球、金星和火星這樣的巖石行星，大氣層中氧氣占據(jù)主導(dǎo)地位，因?yàn)樗鼈儧]有足夠強(qiáng)的引力“留住”氫氣，氫氣很容易逃逸到太空。
2020年，克萊門茨團(tuán)隊(duì)發(fā)表了在金星上發(fā)現(xiàn)磷化氫的論文。然而，隨后的研究對(duì)該結(jié)果提出了質(zhì)疑，認(rèn)為所謂的磷化氫實(shí)際上可能是普通的二氧化硫。歐洲“金星快車”探測(cè)器、美國(guó)國(guó)家航空航天局紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)備和現(xiàn)已廢棄的同溫層紅外線天文臺(tái)（SOFIA）等儀器也未能重復(fù)磷化氫的發(fā)現(xiàn)。
但克萊門茨表示，他利用來(lái)自阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列的新數(shù)據(jù)排除了二氧化硫是污染物的可能性，并指出其他觀測(cè)中未發(fā)現(xiàn)磷化氫的原因在于時(shí)間?！笆聦?shí)證明，我們所有檢測(cè)到磷化氫的觀測(cè)都是在金星大氣層從夜晚過渡到白天時(shí)進(jìn)行的?！彼f(shuō)，“所有未檢測(cè)到磷化氫的觀測(cè)都是在由白天到夜晚時(shí)進(jìn)行的?！?/p>
白天，太陽(yáng)的紫外線會(huì)分解金星上層大氣中的分子。“所有的磷化氫都消失了，所以才看不到它?！笨巳R門茨說(shuō)，唯一的例外是SOFIA，該觀測(cè)臺(tái)在夜間進(jìn)行了觀測(cè)。
氨能讓金星更適宜居住嗎
金星上存在氨，則是一個(gè)更令人驚訝的發(fā)現(xiàn)。其來(lái)源與磷化氫一樣不明朗。然而，如果金星大氣中真的存在氨，那么它可能會(huì)為微生物提供在極端環(huán)境下的生存條件。
克萊門茨表示，金星云層由液滴組成，但它們并非是水滴，里面溶解了大量的二氧化硫，這使得它們變成了濃度極高的硫酸，對(duì)人類以及人們所知的地球上的任何生命形式（包括能在極端酸性環(huán)境中生存的極端嗜酸菌）來(lái)說(shuō)都是致命的。
然而，這些酸性液滴中的氨可作為一種緩沖劑，將酸度降低至足以讓一些已知的地球細(xì)菌生存的水平。
近期研究還發(fā)現(xiàn)，氨基酸在高濃度的硫酸中仍能保持穩(wěn)定，這證明生命有能力在這樣的條件下生存。
盡管發(fā)現(xiàn)了磷化氫和氨的存在，但研究人員認(rèn)為，這并不能作為金星上存在微生物生命的證據(jù)，因?yàn)閷?duì)金星的狀態(tài)還知之甚少，只有通過對(duì)金星大氣層內(nèi)直接觀測(cè)才能獲得最確鑿的證據(jù)。
應(yīng)保持審慎樂觀態(tài)度
克萊門茨認(rèn)為，磷化氫和氨可能都是通過金星上層大氣中某種罕見的光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。反應(yīng)過程為太陽(yáng)紫外線分解分子，分子碎片形成磷化氫和氨。但至今還沒有人觀察到這一過程，甚至在實(shí)驗(yàn)室中也沒有。
另一種可能性是，磷化氫是由金星火山產(chǎn)生的。
英國(guó)阿伯丁大學(xué)行星科學(xué)教授哈維爾·馬丁-托雷斯表示，關(guān)于磷化氫和氨的新數(shù)據(jù)雖令人矚目，但應(yīng)持審慎樂觀態(tài)度。他認(rèn)為，金星云層中檢測(cè)到磷化氫和氨令人興奮，但這只是解開金星大氣層奧秘漫長(zhǎng)過程的開始。
英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院物理與天文學(xué)系凱特·帕特爾表示，科學(xué)家目前對(duì)金星大氣化學(xué)的理解無(wú)法解釋磷化氫存在的原因。值得注意的是，進(jìn)行磷化氫測(cè)量的團(tuán)隊(duì)并沒有聲稱在金星上發(fā)現(xiàn)了生命。如果金星上確實(shí)存在磷化氫，就可能表明有生命存在，或者表明金星大氣中存在人們尚未理解的化學(xué)過程。
據(jù)報(bào)道，歐洲空間局木星冰衛(wèi)星探測(cè)器將于明年8月飛越金星。美國(guó)國(guó)家航空航天局計(jì)劃2028年至2030年間執(zhí)行兩項(xiàng)金星探測(cè)任務(wù)。屆時(shí)，這些任務(wù)或?qū)椭议_金星大氣層磷化氫和氨來(lái)源的神秘面紗。
