美英科学家称金星大气发现磷化氢 可能有生命？中国专家表示怀疑

（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学报(袁柳)：在地球上，磷化氢气体可由某些微生物产生。最近，天文学家在金星的大气层中发现了同样的气体。这意味着，银河系中离地球最近的行星或许出现过生命迹象，但也有可能只是这颗星球上发生了一系列不为人所知的化学过程。

9月15日上线的《自然—天文学》刊发了英国卡迪夫大学天文学家简·格里弗斯和同事的这项研究。

研究团队最早于2017年6月在地球上观测到金星大气层中的独特气体特征，之后于2019年3月通过另一架地球望远镜确认了这一现象。观测仪器检测到了特定波长的光线轻微减少，这些光线可能被气体所吸收。

在金星表面53公里以上的高度，磷化氢气体浓度可达亿分之二。这一浓度可能听起来很微不足道，但金星大气表面的磷化氢浓度不应这么高。

比如，地球上的火山喷发会产生磷化氢，但按这种方式制造气体，达到金星大气中的浓度可能要200倍的火山活动。而且，该气体相对不稳定，加之处于超酸性的金星大气中，单个分子的平均寿命仅为16分钟左右。

要抵消这种破坏力，意味着金星大气中要有稳定、巨大的气体来源。而含磷矿物不可能从地球表面飘到如此高度，闪电和太阳产生的化学反应也不会产生如此多的气体。

除了火山喷发，地球上的一些微生物也会产生磷化氢，这些生物在地球上产生气体的效率，大概只需要1/10就能达到金星上的浓度。金星表面53公里至61公里的大气层，温度约为30摄氏度，但其强酸性、脱水的环境无法容纳微生物存活。

也正因如此，科学家指出在金星上观测到磷化氢，并不能百分之百地说明这颗星球上有生命的迹象。

目前为止，这些气体在金星上发挥的化学作用尚不清楚。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4

（神秘的地球uux.cn报道）据科技日报(张梦然)：英国《自然·天文学》杂志14日发表一项行星科学最新发现，英国科学家团队首次于金星大气中探测到了磷化氢气体。这一发现表明，金星上可能存在未知的光化学或地球化学过程。

在地球上，磷化氢被认为是由厌氧生物产生的气体。金星的地表条件对生命很不友好，但上层云盖（地表上方约53—62千米处）的环境较为温和。不过，云层的组成偏强酸性，磷化氢在这种条件下会迅速分解。

此次，包括英国卡迪夫大学科学家简·格里弗斯在内的研究团队，于2017年和2019年，分别用麦克斯韦望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵观测了金星。他们探测到一个只属于磷化氢的光谱特征，并估算出金星云层中的磷化氢丰度为20ppb。

研究团队考察了可能产生磷化氢的不同方式，包括来自金星地表、微陨星、闪电或云层内部的化学过程。最终，他们无法确定这些微量磷化氢的来源。

金星环境严苛，但大气层某一部分的气压与温度却与地球非常类似，因而这颗星球一直都是科学家极为感兴趣的对象。不过，金星大气也有匪夷所思之处，其比地球大气层更为厚重浓密，上层大气中的云能以每秒100米的速度移动，几乎是金星缓慢自转速度的60倍。而地球最高风速也只有自转速度的十分之一到五分之一左右。日本“拂晓”号探测器此前发回的结果认为，金星的大气构成和动力学情况，远比人们之前预想的更为复杂。

研究人员目前认为，探测到磷化氢尚无法作为存在微生物生命的有力证据，但可以表明金星上可能发生着未知的地质或化学过程。鉴于此，他们认为有必要立即开展进一步观测和模拟，寻找金星大气中磷化氢的来源。

（神秘的地球uux.cn报道）据新浪科技：近日，研究人员在《自然-天文学》杂志上发表论文称，他们在金星的大气层中发现了磷化氢（PH3），这种气体被认为是一种潜在的“生命迹象”。许多人都对这一消息感到震惊。这一发现无疑将重新唤起科学界对金星的兴趣。那么，对于这个距离我们最近的行星邻居，未来会发生什么呢？科学家又将如何确定金星的云层中是否存在生命？

磷化氢是一种易燃气体，通常与沼泽臭气和企鹅等动物的粪便联系在一起。通常而言，在搜寻地外生命时，磷化氢并不是天体生物学家关注的焦点。然而，这篇新论文的发表使情况发生了变化。

磷化氢由1个磷原子外加3个氢原子组成，在地球上，该气体主要是由能在缺氧环境中生长的微生物产生。考虑到金星的环境条件对生命而言过于恶劣，能在这个星球上发现大约20ppb的磷化氢简直可以说是巨大的惊喜。理论上，由于大量的紫外线照射以及金星云层中丰富的硫酸，磷化氢气体应该早已被完全消除。金星上似乎有什么东西在不断产生磷化氢，会是什么呢？

英国卡迪夫大学的天文学家简·格里夫斯是这项新研究的作者之一。他指出，分析结果有一定的限制，这项新研究也不能作为金星上存在生命的证据。但研究人员也表示，磷化氢的确有可能是由某些未知的化学过程或生命本身产生的。

金星并不是天体生物学家的主要目标，因为其表面温度在450摄氏度左右，大气所施加的压力是我们在地球上感受到的压力的90倍。如果金星上真的有生命存在，那将迫使我们认真地重新思考行星的宜居性，无论是太阳系以内的行星，还是系外行星。

尽管金星是离地球最近的行星，但天文学家对它却知之甚少，这其中的部分原因也完全可以理解。历史上，在制定成本高昂的科学任务时，金星一直不被认为是一个很有吸引力的目标，而其他行星，比如火星，却获得了很高的关注。

“在过去20年里，我们取得了一些新发现，而这些新发现都意味着在其他星球发现生命的可能性大大增加，”美国国家航空航天局发言人在一份声明中解释道，“随着行星体的数量越来越多，事实证明，金星是一个令人兴奋的发现之地，尽管由于其极端温度、大气成分和其他因素，它一直不是寻找地外生命的重要组成部分。”

因此，目前科学家对金星的表面地形、地质学（包括其地质历史）、构造和潜在的火山活动都不完全了解。然而，在金星上发现磷化氢之后，NASA局长吉姆·布里登斯廷在社交媒体上表示，这是“在地球以外寻找生命存在证据方面最重要的进展”，并认为“是时候优先考虑金星了”。

在我们向金星发射新的探测器进行调查之前，地球上还有很多工作要做。首先，科学家需要确认这些磷化氢波长信号是否真实可靠。格里夫斯及其同事利用位于夏威夷的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜，以及智利的阿塔卡马大型毫米波阵列收集到了这些信号。

“首先，应该在其他波长搜索磷化氢信号来确认检测结果，同时也要绘制磷化氢在金星的全球分布图，”美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家桑杰·利马耶解释道，“这并不容易，因为磷化氢在紫外和红外波段的含量相对较少，其光谱特征可能会被更丰富的化学物质的特征所掩盖，比如二氧化碳、水蒸气、硫酸等等。”

利马耶表示，金星作为一颗内行星，在天空中与太阳的距离永远不会太远，这使得在某些波长下的观测变得困难。幸运的是，无线电观测没有这个问题。他指出，除了寻找特定的生物气体，科学家还应该在金星的大气中寻找可识别的反差特征，并尝试追踪这些特征的演变和化学性质。

两年前，利马耶领导了一项研究，提出以暗斑形式出现的反差特征可能是金星上生命存在的迹象，并认为金星的大气层可能有能力容纳微生物。在当时，这似乎是一个古怪的想法，但在今天看来，情况似乎有了转机。

最终，科学家希望未来能向金星发射探测器。好消息是，正如NASA在声明中所解释的那样，在该机构的“发现计划”（Discovery Program）接下来的4个候选任务中，有两个——VERITAS和DAVINCI+——都与金星有关。NASA的合作伙伴欧洲空间局（ESA）的“预想”（EnVision）任务也是如此。由于金星离地球很近，因此或许可以用更加温和的方式进行探索。

“DAVINCI+”是“Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases， Chemistry， and Imaging Plus”（金星深层大气惰性气体、化学和成像探测+）的缩写，其中的“+”指该任务的成像组件。这是一个带有降落伞、可以缓慢降落到金星表面的探测器。利用所携带的各种仪器，DAVINCI+能探测多种气体，并绘制金星的表面地图。、

“VERITAS”任务名称来源于“金星辐射率”（Venus Emissivity）、“射电科学”（Radio Science）、“干涉雷达”（InSAR）、“地形学”（Topography）和“光谱学”（Spectroscopy）的首字母缩写，其中包括一颗绕金星运行的卫星。除了绘制金星的三维地形图，该探测器还将测量金星的温度，并研究其重力场，进行一些远程的地质研究，同时部署一个装有质谱仪的探测器来探测化学特征。

欧空局的EnVision任务是一颗主要研究金星地质学的卫星，但鉴于其令人印象深刻的传感器阵列，该探测器还可以用于许多其他任务。

也有私营公司在考虑探索金星，比如由航天公司“火箭实验室”（Rocket Lab）创始人、新西兰工程师彼得·贝克提出的前往金星的任务。根据贝克的计划，一个装有多种仪器的探测器将被发射到金星的大气层中。在近日举行的新闻发布会上，格里夫斯表示她的团队愿意与私营公司合作。

需要注意的是，这些任务都还没有被批准，只是磷化氢的发现使金星在一夜之间吸引了无数人的目光。一旦这些探测器部署到位，科学家们应该可以对金星表面上方约47到70公里的云层进行采样。利马耶称这些调查是“必要的”。他解释道，通过在云层中进行测量，科学家“应该能够发现任何重要生物气体的存在，不仅仅是磷化氢，还有甲烷等气体。”他认为，另一项有用的任务是确定“微生物赖以生存的云层液滴具有哪些物理、化学和生物特性”，当然，该任务的前提是微生物确实存在于金星云层。

利马耶补充道，半浮式平台，比如诺斯罗普·格鲁曼公司的“金星大气机动平台”（VAMP），将是完成这项任务的理想场所，因为平台上可以配备显微镜、分光计和其他仪器。另一个选项是气球，类似于20世纪80年代中期苏联的“维加计划”（Vega program）任务。“我们希望能再次看到这样的东西，”麻省理工学院的天体生物学家、这项新研究的合著者萨拉·西格尔在新闻发布会上说，“也许就是那些Vega气球的超级版本，可以持续运行一个星期至几个月，甚至几年，而不只是几天。”

西格尔将气球描述为研究金星大气层的“绝佳方式”，其原因与利马耶强调的一样。不过，气球的可操控性远不如VAMP或类似的飞行器，比如一些科学家拟议的魟形滑翔机，称为“BREEZE”。

利马耶和西格尔都表示，机载分光计对探索金星大气层的任务至关重要。“利用分光计在不同波长（从紫外线到毫米波段）下工作，应该可以绘制磷化氢、二氧化硫和其他气体的分布图，看看它们是否与金星图像上的云量反差特征相关，”利马耶解释道。

正如利马耶及其同事在2018年的论文中指出的那样，这些探测可以让科学家了解金星大气层中可能的生命形式与反差特征之间的联系。他指出，大气探测器的其他重要设备将包括用于收集环境数据的气象传感器、用于研究行星大气成分的化学传感器、用于进行物理和生物表征的荧光成像显微镜，以及可以探测生物特征的其他传感器。对于金星的轨道卫星，利马耶推荐使用多光谱成像照相机和分光计。

除了这些项目，天文学家还需要弄清楚在金星的大气层中可能存在着哪些奇怪的非生物或生物化学过程。在土星和木星上，磷化氢是通过非生物过程自然产生的，但在金星上没有类似的情况。也许就像这项新研究表明的那样，科学家有一些尚未考虑到的问题。能够对原子组合进行混合和匹配的计算机算法可能会有所帮助。

与此同时，生物学家还应该弄清楚极端微生物将如何能够承受金星大气中的恶劣条件。正如格里夫斯在新闻发布会上解释的那样，“真正的挑战是观察是否有任何形式的生命能够通过演化，适应这种难以置信的酸性环境”，因为在地球上还没有类似的环境。简单来说，这种假想的生命形式实际上可能在演化或生物学上是不可能的。

的确，现在是科学家们展开多学科合作的时候了，因为这项工作需要天文学家、工程师、天体生物学家、微生物学家、化学家、地质学家、计算机科学家和行星科学家，以及其他专家的共同努力。另一方面，我们也需要考虑一些别的问题，比如研究这些微生物的伦理和安全考虑是什么？如果在我们匆忙寻找生命的过程中，会不小心用地球上的细菌污染了金星，该怎么办？当然，所有的数据都必须经过仔细的审查、确认和验证，科学家才能得出明确的结论。

没有人能说我们会很快找到地外生命，这一过程也并不容易，但鉴于就在距离我们最近的星球上可能就存在着一些微小的外星生物，或许是时候开始认真对待这一问题了。

（神秘的地球uux.cn报道）据cnBeta：外媒报道，科学家周一宣布，他们在金星上发现了生命可能存在的有力证据。这是根据发表在著名杂志《自然-天文学》上的一项新研究，揭示在金星的大气层中发现了一种与地球生命有关的臭气、可燃气体，且数量 “惊人”。没有参与这项研究的美国宇航局（NASA）对这一发现发表了官方评论。

9月14日《自然天文学》杂志发表了一项题为 “金星云层中的磷化氢气体 ”的研究--它详细介绍了在金星大气中发现的大量名为磷化氢的气体。这种气体被认为是生命的潜在生物信号，可以作为其他行星和天体生命的证据。金星大气中充满了高酸性、温带云层，根据新研究，这些云层中含有 “明显存在的磷化氢气体......任何磷都应该以氧化形式存在”。

该研究继续指出：经过对稳态化学和光化学途径的详尽研究，磷化氢气体的存在是无法解释的，金星的大气、云层、地表和地下，或来自闪电、火山或陨石的输送，都没有目前已知的非生物生产途径。

这些发现相当令人振奋，但应该指出的是，金星上并没有发现生命。相反，这项研究表明了生物特征的存在--该星球上可能存在生命的证据。这是一个重要的区别，因为目前，金星大气层中还没有确认生命的存在。

生物信号已被提出为确定任何特定系外行星上是否可能存在生命的最佳途径。这种证据是由化合物、同位素、分子或类似的东西组成的，这些东西在没有生命的情况下是很不可能存在的；这些东西很有可能是目前存在于行星上的生命或在过去的某个时刻存在过的生命的结果。

新研究指出，磷化氢气体的其他潜在来源也是可能的，除了可能存在 “生命 ”之外，还包括一些“未知的光化学或地球化学”。为了追踪气体的来源，有必要对这些发现进行更多的研究。

在地球上，磷化氢气体与生命有着独特的联系。虽然这种气体在太阳系的其他一些地方也有发现，但它仅限于气态巨行星，而不是岩石行星，在那里它将在大气层中迅速被破坏。为此，研究指出，磷化氢气体 “符合生物特征气体搜索的大部分标准”，但它本身还不足以做出发现地球以外生命的宣言。

该研究指出：理想的生物特征气体应该是明确的。生物体应该是它的唯一来源，而且它应该具有本质上强烈的、精确的光谱转换特征，不掺杂污染线--这些标准通常不是都能实现的。

在这项令人振奋的研究发表后，美国宇航局（NASA）就此事发表了看法，并指出，它与这项工作没有关联，而且在这个时候，该机构不能对研究结果发表评论。不过，该航天局指出，这项研究发表在一个著名的杂志上，而且它相信 “科学的同行评审过程”。

虽然在寻找生命的过程中金星并没有受到太多的关注，但NASA解释称，这种情况很快就会改变：和越来越多的行星体一样，金星被证明是一个令人兴奋的发现之地，尽管由于其极端的温度，大气成分和其他因素，它还没有成为寻找生命的重要部分。在美国宇航局“发现计划”接下来的四项候选任务中，有两项都是以金星为重点，欧洲的EnVision任务也是如此，美国宇航局是其合作伙伴。金星也是我们可以用较小的任务到达的行星目的地。

（神秘的地球uux.cn报道）据科技日报：只有向金星发送探测器，在大气层中磷化氢存在的位置实地检测到微生物，才可以说金星存在生命。 9月13日晚上，一则关于“金星云层中发现生命迹象”的消息流传开来。

9月14日，消息来源确认，《自然·天文学》杂志发表了一篇题为《金星云层中的磷化氢气体》的研究文章。文章表明科学家通过望远镜发现了金星云层中含有磷化氢。磷化氢在地球上是与生命有关的有毒气体，这种气体被认为是潜在的生物信号，可以作为其他行星和天体上存在生命的证据。

地外生命这个神秘又经久不衰的命题，也是现代科学研究的前沿。“我们在宇宙中是唯一的吗？”在中国科学院国家天文台研究员李菂看来，探索地外文明是自然科学研究的传统之一，目的在于“帮助了解人类在宇宙中的位置”。此次发现使用的麦克斯韦望远镜（JCMT）位于美国夏威夷州，是目前世界最大的单体亚毫米波望远镜。2015年2月，东亚天文台正式接管JCMT的科学运行与管理。中国科学院大科学中心是东亚天文台的四个核心成员之一。“金星大气中磷化氢的发现是中国科学院参与管理运行的海外设备的重大科学成果。”李菂说。

并非生命存在的确切证据

一石激起千层浪，从科学家到普通民众都为之兴奋。但英国伦敦帝国理工学院天文物理学家戴维·克莱门茨（David Clements）的说法很谨慎：“这项发现还只是个间接证据，无法真的证明有生命存在，但是空气中明显飘散着堇青石（cordite），这可能暗示着某种东西。”

磷化氢是什么？为什么它的发现会与生命联系在一起？据清华大学高等研究院天体物理学博士生王卓骁介绍，磷化氢是一种化学活性非常强的无机物小分子，在地球富含氧气的大气环境中，很快会被氧化。如果把磷化氢的生成类比为推石头上高山，则需要非常高效和专一的化学反应，才能把石头推到山顶，然而轻微的扰动就会让石头立刻掉落山下。所以生成磷化氢很难，而且消失太快难以察觉。

“因此，一旦我们观察到磷化氢，就可以肯定那里一定存在高效且专一的相关化学反应，在持续产生磷化氢。然而具体是什么样的化学反应，我们还知之甚少，只知道这是生命活动的结果。”王卓骁表示，在没有生命活动参与的自然环境中，目前还没有可观的磷化氢记录。

研究人员对所有可能的非生命过程做了一个简单的估算，发现估算结果并不足以解释观测结果。这说明磷化氢的来源至少有两种，一种是有其他未知的非生命过程，这些过程释放出了一定的磷化氢，另外一种是生命活动过程。

“天体生物学家倾向于把磷化氢当作一种生命示踪信号，认为只有生命活动才会有这种高效的化学反应，持续产生大量的磷化氢。”王卓骁表示，“在地球之外，其他未知的非生命化学反应是否也能产生磷化氢，目前我们是不知道的。”所以研究人员表示磷化氢可能来源于金星上未知的光化学或地质化学过程，也可能源于与地球相似的生命活动。

另外值得一提的是，金星的大气成分主要是惰性的二氧化碳和硫酸等酸性气体，与地球相比，磷化氢生成之后存在的时间会相对长一些。所以这次发现的意义，并非生命存在的确切证据，也可能是金星大气中活跃的未知化学反应的证据。

环境极端只是针对人类而言

金星被称作“地狱行星”，地表温度超过400摄氏度，连一些金属都可以融化，气压是地球表面大气压的40倍，所以王卓骁提到，其地表是几乎不可能存在生命的。但磷化氢被发现时的高度，是距离金星表面40到60千米的地方，可将其称作“温和区”，这里温度下降到了50摄氏度到0摄氏度，气压也下降到1个地球大气压左右，所以如果存在生命活动，温和区将是非常合适的选择。“如果存在微生物，它们可能会悬浮在温和区中，靠气体凝结和气化进行上下移动，获得不同的温度，进行不同的新陈代谢反应。虽然金星大气没有氧气，但至少对厌氧细菌来说不是问题。”王卓骁说。

“金星大气的环境不是特别‘极端’。”李菂强调，极端的定义是针对人类而言的，其实地球生命也很多样，比如地衣可以活一万年，放在很低温度、很少氧气，甚至外太空环境都可以生存。他表示，“极端是相对的说法，需要有参照系。马里亚纳海沟的环境算得上极端，但那里也有没有眼睛、无需阳光的生物在生活。高温、低温、有氧、无氧等极端环境依然可以有生命，我们尚不具备对生命形式的完整认识。”

因此，金星以及其他天体环境是否可能孕育生命，与其强调环境的极端，不如探究哪些存在形式可以被定义为生命活动。

在李菂看来，这一发现真正的价值有待后续研究。一方面，如何对这项新发现的数据进行处理和解释值得进一步检验，无论金星大气、火星表面还是深空，有没有其他生命过程相关的成分都值得进一步探索；另一方面，人类还是要继续进行深空探测，因为最终还是要看到那个“生命体”。

深空探测才能获得直接证据

如何才算找到了生命信号？据王卓骁介绍，关于生命示踪信号，从化学活性的角度来看，氧分子是最好的信号。地球上有了遍布的植物才产生了大量的氧气，可以估算出如果没有植物的持续供给，地球上的氧气在百万年内将全部固化到岩石中。所以只要看到其他星球上有氧分子的信号，就可以肯定存在与地球类似的植物生命。

另外水分子也是一个关键的示踪信号。都说“水是生命之源”，具体来说，生命体中几乎所有的化学反应，都是在溶液中进行的。例如我们体内的细胞环境即是一个液态环境，溶液中分子可以充分地接触进而发生反应。如果有地下温泉，这更是一个良好的信号了，例如“卡西尼号”探测器看到土卫二喷出的热泉。地球上的生命被我们概括为“碳基生命”，由碳原子组成的有机物分子，构成了生命的基本单元，所以有机物分子也是很好的示踪信号，同样由“卡西尼号”探测器，在土卫二喷出的热泉中识别到了大量的有机物分子。

中山大学大气科学学院教授崔峻表示，因为地球上一般都是碳基生命，所以在地外生命探索中，科学严谨的方法是分析碳同位素的比，即碳12和碳13的比值。这是因为非生物成因的碳同位素比和生物成因的碳同位素比差别很大，可以通过这个比值来判断是否存在生命活动。

“磷化氢比甲烷的化学活性强很多，即便能够确定金星上存在磷化氢，这也仅是生命存在的间接证据，也可能是非生命过程产生的，我们无法判断其是否是由非生命过程产生的。只有向金星发送探测器，在大气层中磷化氢存在的位置实地检测到微生物，才可以说金星存在生命。”王卓骁说，所以即便在火星看到液态水的痕迹，看到地下湖泊，看到甲烷存在的信号，都只能属于间接证据，只有“好奇号”或其他火星车采样到生命存在的直接证据，才能确认火星存在生命。

对于金星，目前还没有明确的科学任务入轨或着陆，但磷化氢的发现无疑会推动金星探测任务的发展，未来我们应该会看到探测器在金星大气中作业，届时便能确定金星上是否存在生命。

（神秘的地球uux.cn报道）据cnBeta：外媒BGR报道，科学家们近日研究了生命如何到达金星的各种可能性。金星大气层中的化学特征表明有可能存在生命，但尚未得到证实。但如果金星上有生命，它在哪里？它又是如何首先到达那里的呢？在一篇发表在《对话》上的新文章中，来自澳大利亚的研究人员对这一发现提出了他们自己的看法，并参与了一些猜测，如果这颗行星真的存在生命，那么它是如何存在的。

金星有着残酷有毒的自然条件，其表面温度高达400摄氏度 ，表面的压力非常大。但这种恶劣的条件并不意味着其不能存在生命。 研究人员提供了一些可能性，包括一种对冲模型，表明金星可能曾经更像地球。这个想法是，如果生命在那里扎根，它可能会随着时间的推移进化出更强的适应性，通过进化出新的特征和生物过程来面对恶劣的环境。金星表面有可能曾经有流动的水，这可能孕育了微生物生命。科学家们认为，这种微生物生命可能能够产生今天看到的化学信号，可能已经“适应了向云层中扩散”。

研究人员提出的另一种可能性更加耐人寻味：金星的生命来自地球。关于生命如何从一个星球传播到另一个星球的许多理论包括泛种论（Panspermia）的概念，指的是各种生命形态可能借着流星与小行星散播、繁衍。在这种情况下，对地球的撞击可能会将微生物生命送往金星，在那里，它以某种方式适应了大气层中的生命。