今年九月，一個國際科研團隊宣布，基于阿卡塔瑪大型毫米及次毫米波數(shù)組 (ALMA)、詹姆斯克拉克麥克斯韋望遠鏡 (JCMT) 分別在智利和夏威夷測得的數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)在金星的大氣中存在磷化氫氣體 (PH3)。磷化氫的發(fā)現(xiàn)意味著該行星具有存在生命的可能性，因此這條消息在公布后立即引起了不少的爭議。

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這條消息發(fā)布不久后，科學(xué)家陸續(xù)發(fā)表了系列學(xué)術(shù)論文質(zhì)疑這一觀測結(jié)果及重磅發(fā)現(xiàn)。與此同時，有一個科研團隊提出金星大氣中不可能存在磷化氫。幸運的是，在對阿卡塔瑪大型毫米及次毫米波數(shù)組所測得的數(shù)據(jù)進行了二次分析后，最先發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的科研團隊得出了以下結(jié)論：磷化氫的確存在于金星大氣的最外層，不過磷化氫的實際含量少于他們剛開始得出的估算值。

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在最初的研究中，該團隊基于阿卡塔瑪大型毫米及次毫米波數(shù)組和詹姆斯克拉克麥克斯韋望遠鏡的測量數(shù)據(jù)，提出了金星大氣層中存在磷化氫這一發(fā)現(xiàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表在了9月14日出版的《自然天文學(xué)》科研期刊上。磷化氫是地球上磷元素生化循環(huán)過程中的中間產(chǎn)物，可能為在有機物腐蝕過程中磷酸鹽分解后得到的產(chǎn)物。在金星，磷化氫產(chǎn)生于何種化學(xué)物質(zhì)，生成磷化氫的光化作用機制是什么，至今仍是未解之謎。

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這是描繪金星的藝術(shù)影像。麻省理工學(xué)院、卡迪夫大學(xué)和其他地方的天文學(xué)家可能已經(jīng)在金星的大氣層中觀察到了生命的跡象。作品來源:ESO / M。Kornmesser &美國航天局/噴氣推進實驗室/加州理工學(xué)院

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通過唯一的無機（又稱非生物性）作用途徑生成磷化氫的必要條件是高溫和高壓，這兩個條件普遍存在于氣態(tài)巨行星的大氣層中。事實上，科學(xué)家已在木星的大氣中發(fā)現(xiàn)了磷化氫，木星大氣中的磷化氫是該星球上對流風(fēng)暴的產(chǎn)物，這類風(fēng)暴擁有行星級體量，并能產(chǎn)生巨大能量。其他的唯一科學(xué)解釋是，在金星的大氣層中存在著四處漂浮的細菌生物。

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不堪一擊的謬論？

由NASA研究員Goddard主持的科學(xué)研究同樣針對從阿卡塔瑪大型毫米及次毫米波數(shù)組和詹姆斯克拉克麥克斯韋望遠鏡的測量數(shù)據(jù)中得出的分析和解釋提出了質(zhì)疑，這項科研的成果發(fā)表在了科研期刊《自然天文學(xué)》中的《發(fā)現(xiàn)物質(zhì)》（發(fā)表于2020年10月26日）一文中。同時，該科研團隊提出，實際上硫化氫的光譜數(shù)據(jù)與二氧化硫的十分接近，而二氧化硫則普遍存在于金星的大氣中。

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萊頓大學(xué)天文與天體物理系于2020年11月17日領(lǐng)導(dǎo)了一項研究，發(fā)現(xiàn)ALMA干涉儀所收集的光譜數(shù)據(jù)源自其它化合物，而非磷化氫氣體。他們得出結(jié)論：金星大氣中“未發(fā)現(xiàn)顯著水平的磷化氫”，先前的結(jié)論站不住腳。

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帶領(lǐng)研究組的Jane Greaves是來自英國卡迪夫大學(xué)的天文學(xué)家。她聲稱，之所以重新審視先前的結(jié)論，是因為他們發(fā)現(xiàn)ALMA干涉儀的數(shù)據(jù)含有一段雜散干擾，可能會使他們的結(jié)果無效。11月16日，更正后的ALMA數(shù)據(jù)發(fā)布后，Greaves和她的同事再次分析數(shù)據(jù)，并將其發(fā)布在arXiv上進行同行評審。

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藝術(shù)家對金星表面的構(gòu)想。圖片來源：Greg Prichard

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這是該團隊首次公開回應(yīng)針對他們先前結(jié)論的批評。在11月17日舉行的NASA論壇——金星探索與分析小組（VEXAG）的會議上，他們也介紹了數(shù)據(jù)更正后的分析結(jié)果。雖然現(xiàn)階段僅有初步的結(jié)果，但他們?nèi)詧孕沤鹦谴髿庵写嬖诹谆瘹洹?/span>

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所以...只是少了一些？

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Greaves和她的同事們認為，ALMA的數(shù)據(jù)所顯示出光譜特征只可能源自硫化氫，而其它諸如SO2的化合物都不會顯現(xiàn)出這樣的特征。他們聲稱在JCMT光譜中觀察到了磷化氫的分子指紋，進一步證實了這一結(jié)論。根據(jù)ALMA更正后的數(shù)據(jù)，研究組估計磷化氫的平均濃度為1 ppb，約為先前預(yù)估值的七分之一。

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他們指出，磷化氫的濃度的峰值可能達到十億分之五（5ppm），并隨時間和位置而變化。如果情況屬實，這將與科學(xué)家在火星上觀察到的情況相似?；鹦堑募淄楹吭谝换鹦悄曛胁粩嗖▌?，在不同地點也都存在差異。除了批評，團隊最初的文件（于11月17日在VEXAG上發(fā)表）也啟發(fā)了許多支持他們的證據(jù)。

科學(xué)家們重新分析數(shù)據(jù)仍在金星上觀測到了少量的磷化氫信號。

受這種可能性的啟發(fā)，就職于波莫納市加州州立理工大學(xué)的生物化學(xué)家Rakesh?Mogul?和他的同事們重新測評了源自美國宇航局先驅(qū)者金星號的任務(wù)數(shù)據(jù)。1978年，這項任務(wù)使用落入大氣層的探測器來研究金星云層?；谥匦路治龅臄?shù)據(jù)，Mogul和他的同事們找到了磷存在的證據(jù)。

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藝術(shù)家對先驅(qū)者金星號軌道飛行器的臆想畫。

圖片來源：美國宇航局

這可能是磷化氫或一些其他磷化物的證據(jù)，但?Mogul和他的團隊堅信磷化氫是最有可能存在的成分。不管怎樣，幾位科學(xué)家在金星探測分析組織中力辯道，即便只有百萬分之一這樣微乎其微的磷化氫含量也不能將其歸因于火山活動或閃電過程。也有最近的消息稱金星大氣層中發(fā)現(xiàn)了另一種潛在的生物標志物氨基酸甘氨酸。

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下一個發(fā)現(xiàn)是什么？

顯而易見的是，在金星上尋找磷化氫的證據(jù)十分具有吸引力。過去科學(xué)家曾推測生命可能存在于行星的云層中，那里溫度足夠穩(wěn)定可使極端微生物存活。如果這種化合物在金星大氣層中被證實存在，那么就能說明金星能夠在恰當(dāng)?shù)纳持兄С謽O端的生命形式。

無論如何，這些結(jié)果需要進一步的研究，同時它們也引出了金星探測任務(wù)的新提議，那就是存在采用氣球或飛艇形式的可能性。與此同時，Greaves和其他研究人員希望有更多的時間使用地球上的望遠鏡（包括阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列）去證實磷化氫的存在。不管這種化合物是否存在于金星大氣，金星始終是一個待揭開面紗的謎團。

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相關(guān)知識

金星是離太陽第二近的行星。它以羅馬女神愛與美之神命名。作為地球夜空中亮度僅次于月亮的第二亮自然物體，金星可以投下陰影并且偶爾在白天肉眼可見。金星位于地球軌道內(nèi)側(cè)，因此從不遠離太陽，要么在黃昏后西沉，要么在拂曉前東升片刻。金星每224.7個地球日繞太陽公轉(zhuǎn)一周。它的自轉(zhuǎn)周期為243個地球日，繞軸旋轉(zhuǎn)的時間比太陽系中任何一顆行星都要長，并且自轉(zhuǎn)方向同除海王星外的所有行星相反（這意味著太陽西升東落）。金星沒有衛(wèi)星，這一點在太陽系中僅有水星與其相同。

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作者：?MATT WILLIAMS

FY：Astronomical volunteer team

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