在太阳系的八大行星中,金星作为距离地球最近的行星,一直备受关注。因其在体积、质量以及构成物质等方面与地球极为相似,曾被视作地球的 “姊妹星”,人类一度猜测金星也如地球般生机勃勃,甚至可能存在智慧文明。然而,随着探索的深入,人们逐渐发现金星的自然环境恶劣得超乎想象。其表面平均温度高达 464℃,大气压约为地球的 92 倍,厚厚的云层中充斥着大量硫酸,意味着金星上会降下 “硫酸雨”。在这样高温、高压和强腐蚀性的环境中,连探测器都难以长时间工作,更别提生命的存在了,因此金星被认定为一颗无生命的星球。
然而,英国赫尔大学在 2024 年 7 月 17 日举行的皇家天文学会会议上,一个由伦敦帝国理工学院天体物理学家戴夫・克莱门茨带领的研究团队宣称,他们在金星上发现了一种本不该存在的物质 —— 磷化氢。说它 “不该存在”,是因为磷化氢是一种被广泛认可的生物标志物,而此前金星被认为不存在生命。磷化氢分子式为 PH₃,由一个磷原子和三个氢原子构成。在金星的大气环境里,它极易与其他物质发生化学反应而被消耗,所以需要有某种机制持续补充,才能在大气中维持一定含量并被观测到。而在地球大气中,磷化氢仅能通过生命活动产生(包括人类活动)。
其实,早在 4 年前(2020 年),戴夫・克莱门茨的团队就曾在金星大气层中发现磷化氢的痕迹。但由于当时观测数据不够全面,这一发现未得到广泛认可,甚至有科学家质疑所谓的磷化氢可能是金星上常见的二氧化硫干扰所致。此次新研究借助位于夏威夷的麦克斯韦望远镜(JCMT)以及位于智利的阿塔卡玛毫米 / 亚毫米波阵列望远镜(ALMA),对金星大气展开了长时间、全面的观测。新观测数据提供了更有力的证据,再次证实金星大气中确实存在磷化氢。
不仅如此,克莱门茨团队此次还在金星大气中检测到了另一种特殊气体 —— 氨气。从某种程度上讲,氨气的发现或许比磷化氢更具意义。因为氨气能够通过生命活动产生,且可以作为缓冲剂中和金星云层中的硫酸,降低环境酸性,使环境酸性达到地球上某些微生物能够生存的水平。
基于该研究团队的设想,尽管金星表面环境恶劣,理论上不适合任何生命生存,但随着高度上升,大气压和温度会不断下降。所以,如果金星上存在生命形式,它们很可能处于距离金星地表 50 到 60 公里的云层中。在这个高度范围内,温度和大气压相对较低,与地球表面接近,且存在少量水分子,足以维持一些微生物的生命活动。地球上存在一些能在高酸性、高温或高辐射等极端环境中生存的微生物,被称为极端微生物。鉴于金星云层中存在大量硫酸,金星云层中的生命很可能与地球上能在高酸性环境中生存的极端微生物类似。
不过,这一发现目前仍存在诸多争议。部分科学家对观测数据的准确性以及磷化氢和氨气的来源提出质疑,认为可能存在未知的化学过程导致这些物质的产生,而非生命活动。但无论如何,金星上发现磷化氢和氨气这一事件,为我们探索地外生命打开了新的窗口,即便最终证实金星上不存在生命,也将帮助我们更好地理解生命诞生和生存的条件,为寻找系外行星生命提供重要参考。未来,或许还需要发射专门的探测器前往金星,对其大气层和云层进行更深入的研究,以揭开金星是否存在生命的谜团。