云层中的生命形式?科学家发现了金星存在生命的证据

发布: | 发布时间:2020-09-15,星期二 | 阅读:26

文/探索XXX  

麻省理工学院(MIT),卡迪夫大学等多个大学的科学家已经观察到我们另一个更近的行星邻居,金星

​​多年来,人类寻找地球以外的生命主要是围绕着火星这颗红色星球。美国宇航局发射了多个火星探测器以寻找水的迹象和其他宜居性。

但是现在,令人惊讶的是,麻省理工学院(MIT),卡迪夫大学等多个大学的科学家已经观察到我们另一个更近的行星邻居,金星的云层中可能存在生命迹象!

尽管研究人员还没有在那里找到生物存在的直接证据,但如果他们的发现确实与生命有关,那一定是生活在金星大气层中,某种“空中”的生命形式。他们的发现和分析发表在《自然天文学》杂志上。

发现磷化氢

这项研究始于磷化氢的发现。由卡迪夫大学的简·格里夫斯领导的研究小组在金星的大气层中检测到了磷化氢的光谱或光学特征。而MIT的科学家之前曾表明,如果在一个岩石行星上发现了这种有毒的气体,那么它只能由那里的活生物体产生。

简·格里夫斯

MIT的团队对格里夫斯小组的观测结果进行了详尽的分析,以了解在金星恶劣的硫酸环境中,除生命以外,是否还会有别的原因产生磷化氢。但最终,他们的结论是,除了存在生命以外,没有任何理由可以在金星的大气层中产生磷化氢。

MIT地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究科学家克拉拉·苏萨-席尔瓦说:“要证明一个否定的结论非常困难。”“现在,天文学家会想出所有的方法来证明存在非生物产生的磷化氢是合理的,我对此表示欢迎。请去做吧,因为我们在展示能产生磷化氢的非生物过程方面的可能性已经接近尾声了。”

克拉拉·苏萨-席尔瓦

“这意味着这就是生命,或者这是我们预计不会在岩石行星上发生的某种物理或化学过程,”论文合著者,EAPS研究科学家贾努斯·佩特科夫斯基补充道。

这项研究除了MIT和卡迪夫大学外,还联合了曼彻斯特大学,剑桥大学,MRC分子生物学实验室,京都产业大学,帝国大学,格林威治皇家天文台,开放大学和东亚天文台的科学家。

被忽略的金星

金星通常被称为地球的双胞胎,因为它在大小,质量和岩石成分上与地球都很相似。金星也有一个很厚的大气层,但与地球的大气完全不同。地球是一个拥有温带海洋和湖泊的宜居世界,而金星的表面则是沸腾的高温景观,温度高达480摄氏度,令人窒息的空气比地球上最干燥的地方还要干燥。

这颗行星的大部分大气层也相当不适宜居住,弥漫着厚厚的硫酸云,以及比地球上最酸的环境酸性强数十亿倍的云滴。大气也缺乏行星表面丰富的营养物质。

“金星对于任何生命来说都是一个非常具有挑战性的环境,”MIT教授,论文合作者萨拉·西格尔说。

萨拉·西格尔

然而,在金星的大气层中有一个狭窄的温带地带,距离金星表面48到60公里,温度在零下1摄氏度到93摄氏度之间。科学家们猜测,如果金星上存在生命,那么大气层的这一层,很可能是它唯一能生存的地方。很凑巧,这个部分就是研究小组观察到磷化氢信号的地方。

佩特科夫斯基说:“这个磷化氢信号被完美地放置在了其他人认为可能适合居住的地方。”

团队合作的成果

硫化氢的存在是由格里夫斯和她的团队首先完成的,他们使用美国夏威夷莫纳克亚天文台的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜(JCMT)对金星的大气层进行了观测,并发现了异常光谱。这可能表明金星大气中存在意想不到的分子和可能的生命特征。当格里夫斯发现这是磷化氢时,她联系了苏萨-席尔瓦,这名科学家的职业生涯的大部分时间都在描述这种恶臭的有毒分子。

苏萨-席尔瓦最初认为天文学家可以在距离地球更远的行星上寻找磷化氢作为生物信号。“我当时想的是非常远的距离,几个秒差距的距离,而不是离我们最近的行星。”

在曼彻斯特大学阿尔玛区域中心的安妮塔·理查兹的帮助下,该团队使用更加灵敏的阿尔玛天文台继续追踪了格里夫斯最初的观察。这些观测证实,格里夫斯观察到的确实是一种光谱,与金星云中释放的磷化氢气体相匹配。

研究人员随后使用了由京都产业大学的佐川秀夫开发的金星大气层模型来解释数据。他们发现金星上的磷化氢是一种稀有气体,大气中每10亿个分子中只有20个磷化氢分子。尽管这一浓度很低,但研究人员指出,地球上生命产生的磷化氢在大气中的含量更低。

由贝恩斯和佩特考斯基领导的麻省理工团队,利用计算机模型探索了所有可能的产生磷化氢的化学和物理途径。这些途径与生命无关,可以在金星恶劣的环境中产生磷化氢。贝恩斯考虑了各种可能产生磷化氢的情况,如阳光、地表矿物、火山活动、流星撞击和闪电等等。

然后,MIT的博士后苏克里·兰詹和剑桥大学的保罗·里默建立了通过这些机制产生的磷化氢如何在金星云中积累的模型。在他们考虑的每一种情况下,产生的磷化氢只相当于新观测表明的金星云层中存在的磷化氢的一小部分。

佩特考斯基说:“我们确实考虑了所有可能在岩石行星上产生磷化氢的途径。”“如果这不是生命,那么我们对岩石行星的了解就严重缺乏了。”

云中生活

如果金星的云层中确实有生命存在,研究人员认为这是一种在空中形态的生命,只存在于金星的温带云层中,远高于沸腾的火山表面。

“很久以前,金星被认为有海洋,可能像地球一样适宜居住,”苏萨-席尔瓦说。“当金星变得不那么适宜居住时,生命必须要适应,它们现在可能在这个狭窄的大气层中仍然可以生存。这可能表明,即使是处在宜居带边缘的行星,其大气层也可能具有可宜居的范围。”

在另一项研究中,西格尔和佩特考斯基探索了一种可能性,即金星大气层的下层,就在云层下面,可能对假想的金星生物圈的生存至关重要。

“原则上,你可以有一个生命周期,让生命永远停留在云里,”佩特考斯基说,他认为任何空中的金星生命都与地球上的生命有根本的不同。“金星上的液体介质不像地球上那样是水。”

苏萨-席尔瓦现在正和MIT的杰森·迪特曼一起领导一项研究,以进一步证实用其他望远镜探测到的磷化氢。他们还希望能在金星的大气层中绘制出这种分子的分布图,以观察其信号是否存在每日或季节性的变化,从而暗示生命活动。

苏萨-席尔瓦说:“从技术上讲,以前在金星的大气层中也发现过生物分子,但是这些分子除了与生命有关外,还与其他一千种东西有关。”

“磷化氢之所以特别,是因为没有生命就很难在岩石行星上制造磷化氢。地球是唯一一个我们发现了磷化氢的类地行星,因为这里有生命。直到现在。”​​​​


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