金星是离地球最近的行星,平均距离仅4100万公里,是夜空中最亮的“明星”,然而,这个邻居并不友好:表面温度高达470℃,大气压是地球的92倍,浓密的硫酸云让它看起来像地狱的化身。
科学家曾认为,金星是太阳系中最不可能孕育生命的地方。但是2020年9月,一项惊人发现打破了这种共识,金星大气中检测到了一种“不该存在”的物质:磷化氢(PH₃)。这一发现引发了全球热议:难道金星真的有生命?
磷化氢:生命的线索?
磷化氢是一种无色但有毒的气体,在地球上主要由厌氧微生物(如沼泽中的细菌)产生,或通过工业合成制造。它在自然界并不稳定,容易被氧气或紫外线分解,因此在行星大气中极少自然存在。
2020年,英国卡迪夫大学的天文学家詹姆斯·格里夫斯团队,利用智利的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)和夏威夷的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜(JCMT),在金星云层顶部(约50-60公里高度)探测到磷化氢的谱线,浓度约为十亿分之二十(20 ppb)。
这一发现为何重要?
在地球上,磷化氢与生命活动密切相关。如果金星大气中的磷化氢无法用已知的化学或地质过程解释,那么最激动人心的假说浮出水面:它可能来自某种微生物生命。研究团队兴奋地表示,虽然这不是直接证据,但磷化氢的存在挑战了我们对金星的传统认知。
金星为何“不该有生命”?
要理解这一发现的震撼,得先看看金星的恶劣环境。金星与地球大小相似,科学家曾推测它可能是“第二个地球”。但现实截然不同。金星的温室效应失控,二氧化碳占大气96%,厚重的云层由硫酸组成,地表几乎没有液态水,这是生命的基本需求。更别提它的自转极慢,一天长达243个地球日,导致极端的气候差异。
在这样恶劣的环境下,磷化氢如何产生?
科学家尝试用非生物过程解释,比如火山喷发、闪电或太阳风化学反应。但模拟结果显示,这些过程产生的磷化氢浓度远低于观测值,差距达数千倍。这让“生命假说”变得诱人:或许在金星云层中,存在某种能在硫酸环境中存活的极端微生物,就像地球深海热泉中的嗜极菌。
争议与质疑
然而,科学界并未全盘接受这一发现。磷化氢的检测很快引发激烈争论。2021年,一些研究团队重新分析数据,认为原始信号可能是二氧化硫(SO₂)的误判,SO₂在金星大气中更常见,且光谱特征与磷化氢相近。ALMA的数据质量也受到质疑,部分科学家指出,信号强度可能被高估,实际浓度或许低到无法确认。
即便磷化氢真实存在,也不意味着生命是唯一答案。美国华盛顿大学的戴维·卡特林团队提出,金星可能存在未知的光化学反应,在高空云层中生成微量磷化氢。此外,金星的火山活动可能比我们想象的更活跃,喷出的磷化合物在特定条件下转化为磷化氢。
金星生命的可能性
尽管争议不断,“金星生命”的想法并非天方夜谭。金星云层顶部(50-60公里高度)条件相对温和,温度在0-60℃之间,气压接近地球海平面。虽然硫酸云听起来可怕,但地球上已有嗜酸菌能在pH值极低的环境中存活。
如果金星真的有微生物,它们可能以浮游形式漂浮在云中,利用紫外线或化学能合成能量,代谢硫化合物或磷化合物。这种生命若存在,将颠覆我们对宜居条件的认知。传统上,生命需要液态水和温和气候,但金星可能展示了一种“异类生命”模式,在极端酸性、高辐射的环境中蓬勃发展。这不仅为金星研究打开新窗口,也为寻找系外行星生命提供了新思路。