就在執(zhí)行中國首次火星探測任務(wù)的“天問一號”飛向火星時，9月14日，一條新的消息將人類的目光聚焦到了金星，對將來的金星探測任務(wù)有推動作用。

歐洲南方天文臺當天發(fā)布的新聞公報稱，一個國際天文學(xué)家團隊在金星大氣層中探測到了磷化氫的蹤跡，在對其產(chǎn)生原因的分析中，有一種觀點認為“可能源于某種形式的生命”。

金星大氣層磷化氫來源成謎

根據(jù)歐洲南方天文臺的消息，來自英國、美國和日本的天文學(xué)家組成的國際研究團隊根據(jù)觀測數(shù)據(jù)推斷，金星大氣層中存在磷化氫，但濃度很低，大約每10億個分子中僅有20個磷化氫分子。

什么是磷化氫?人們是如何探測到遙遠的金星大氣中存在這一成分的?為什么發(fā)現(xiàn)磷化氫就意味著“可能有生命存在”?

“磷化氫是一種無色、發(fā)臭、有毒的氣體。實驗室有多種方法合成磷化氫，在溫度高達數(shù)百攝氏度的氣態(tài)行星內(nèi)部，也能夠自然反應(yīng)生成足夠多的磷化氫?！敝猩酱髮W(xué)物理與天文學(xué)院教授張泳說，地球大氣存在著極少量的磷化氫，主要是厭氧微生物新陳代謝和人類工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)物。

地球與金星相距甚遠，此次能夠發(fā)現(xiàn)金星大氣層中的磷化氫，就要歸功于先進的天文望遠鏡了。

張泳介紹，不同的分子會在不同的波長處產(chǎn)生特征譜線，磷化氫的大多數(shù)譜線都不能穿過地球大氣，但在1.123毫米波長處有一條旋轉(zhuǎn)譜線能夠到達地球。“也就是說，如果磷化氫在金星大氣中大量存在，應(yīng)該能夠在地球觀測到位于1.123毫米波長處的吸收線?！?/p>

他進一步詳解道，在這次發(fā)現(xiàn)中，天文學(xué)家利用架設(shè)在夏威夷的麥克斯韋望遠鏡(JCMT)對金星進行觀測，本意是檢測金星大氣模型，卻意外發(fā)現(xiàn)了磷化氫的蹤跡。謹慎起見，研究團隊在2019年獲得了阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)3個小時的觀測時間，對金星進行進一步觀測，觀測結(jié)果證實了磷化氫的存在，ALMA還憑借其強大的空間分辨率揭示了磷化氫在金星大氣中分布的細節(jié)。

然而，這些磷化氫的來源成為最大謎團。研究團隊進行了大量分析，推斷是否來自光照、閃電、火山或者從金星表面向上吹至大氣層中的礦物質(zhì)等，但根據(jù)已有認識的計算結(jié)果均不支持這些來源。

“基于我們現(xiàn)有的知識，在類地環(huán)境中的非生物自然過程很難產(chǎn)生磷化氫，所以磷化氫可以作為搜尋地外生命的‘生物標示物’?！睆堄窘榻B，研究人員對于金星上磷化氫的來源目前給出兩種解釋:一是金星上存在前所未知的光化學(xué)過程等;另一種解釋則是，金星大氣層中的磷化氫可能是某種生物留下的印記。

不過，這些猜測也帶來了更多未解之謎?！叭绻鹦巧险娴拇嬖谀撤N生物，其生存形式可能與地球生命迥然不同，但也能像地球微生物一樣制造磷化氫?！痹搱F隊分析稱。

逐一排查的可能性十分困難 

點燃人們對這一最新發(fā)現(xiàn)熱情的，正是磷化氫作為“生物標示物”的特殊屬性。然而，專家紛紛提醒，探測到生命標志物并不等于探測到生命，“甚至還離得很遠”。

“金星大氣中漂浮的云滴的環(huán)境很長時間以來都被認為適合微生物生存，在這一最新發(fā)現(xiàn)中，論文作者檢驗了幾種已知的非生物機制，發(fā)現(xiàn)無法解釋探測到的磷化氫含量，在此基礎(chǔ)上提出金星可能存在生命，但這遠非定論?！睆堄菊f。

張泳認為，天文環(huán)境十分復(fù)雜，與地球環(huán)境有很大差異，人們對其認識還很有限，完全有可能某種未考慮或者未知的非生物機制導(dǎo)致生物標示物的大量產(chǎn)生?！耙虼耍茖W(xué)家必須一一排查各種非生物起源的可能性，這往往是十分困難的?！睆堄菊f。

除此之外，要確定生命存在，還需要探測其他生物標示物作為佐證。中國科學(xué)院國家天文臺研究員、中山大學(xué)教授崔峻指出，地球上的生命絕大多數(shù)都是碳基的，因此，通常來說天文學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家研究外星生命一般是看碳同位素比。此外，還有大量的物質(zhì)可以與生命聯(lián)系起來。

據(jù)張泳介紹，行星科學(xué)中一般關(guān)注大氣中生物活動能夠產(chǎn)生反常豐度(豐度是指一種化學(xué)元素在某個自然體中的重量占這個自然體總重量的相對份額)的分子，比如氧氣、臭氧、甲烷、氧化亞氮等生物標示物，還有生命存活必須的物質(zhì)，如水等。在對深空的研究中，天文學(xué)家還熱衷于搜尋跟生命起源有關(guān)的復(fù)雜有機物，如氨基酸等。同時，磷是組成生物的六大元素之一，除了磷化氫外的其他含磷化合物(如氧化磷、氮化磷)也是天文觀測的“熱門品種”。

人類金星探測的歷史比火星還要長 

月球、金星、火星……人類探測宇宙和外星的熱情從未止歇，并且隨著科技的進步而不斷高漲。尤其是今年七八月間，阿聯(lián)酋“希望號”、中國“天問一號”、美國“毅力”號火星探測器先后發(fā)射升空，火星似乎成為人類走向深空的新方向。美國科技型企業(yè)家埃隆·馬斯克更是將“人類移民火星”作為遠景目標。

“火星與金星是地球的左鄰右舍，火星生命話題一直經(jīng)久不衰，火星探測已經(jīng)熱了很多年?！睆堄菊J為，單憑此次在金星上的新發(fā)現(xiàn)還不能夠撼動火星的地位。

然而，人類金星探測的歷史事實上比火星還要久——上世紀60年代，前蘇聯(lián)就最早嘗試探測金星，美國隨后也發(fā)射過“麥哲倫號”“先驅(qū)者號”，緊接著則是歐洲的“金星快車”、日本的“拂曉號”……

如今金星為何“失寵”?其惡劣的環(huán)境或許是主要原因之一。

“研究金星最重要的兩大科學(xué)問題之一，就是金星所謂‘失控的溫室效應(yīng)’?！贝蘧f，金星大氣中含有大量溫室氣體，平均表面溫度達到500℃，被稱為“高溫?zé)挭z”;金星的火山等地質(zhì)活動非常豐富，太陽系已知的最大裂谷大部分在金星;在金星大氣層大約50公里高度附近，有一層濃密的由硫酸組成的云，因此金星下的是“酸雨”……

種種跡象都表明，金星似乎并不適合生命體生存。

崔峻說，假若從適宜生命存在和人類生存的角度，目前來看肯定火星更合適。他介紹，人類從上世紀70年代便開始論證改造火星環(huán)境的計劃，目前已經(jīng)有一些相對比較成熟的方案，從而讓火星變得像地球一樣適合生命存在。反觀金星，目前并沒有這樣成熟的方案。

不過，不少專家都一致認為，此次新的發(fā)現(xiàn)必定會將人類探索宇宙的部分注意力轉(zhuǎn)移到金星，對將來的金星探測任務(wù)有推動作用。

“這項發(fā)現(xiàn)能夠促進天文學(xué)家對金星大氣物理化學(xué)過程的進一步研究，撇開生命相關(guān)的話題之外，也是有重大科學(xué)意義的。相信不久會有關(guān)于金星大氣模型研究的論文大量出現(xiàn)?！睆堄菊f。

談到人類對外星乃至宇宙的探測熱情，張泳認為，探索宇宙、開拓知識疆界是人類超越了基本需求、脫離了實用主義的高級追求。

“研究地外分子可以知道我們的來源，了解宇宙的浩瀚可以明白人類的渺小，搜尋地外的文明可以預(yù)見人類的將來?！睆堄菊f，從遠古人類圍著大火圈跳舞、吶喊以求引起天外生命的注意、筑起高臺試圖與宇宙交流，到今天人們發(fā)明各類探測器、天文望遠鏡等科學(xué)裝置……不同時期的人類社會都在建設(shè)他們那個時代的“大設(shè)備”探索宇宙，亙古不變。從走出非洲到大航海時代，人類對未知世界的探索從未止步。

“人類對外星的探測是為了尋求支配自然的法則，是為了讓自己超越物質(zhì)層面的自我，實現(xiàn)向精神層面的超越。地球相對宇宙空間來說，時間跨度、空間尺度、環(huán)境多樣性相差太遠，人類對終極法則的探究必然轉(zhuǎn)向外星探測?！睆堄菊f。