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金星上的生命提示:科学家在高云层中检测到膦分子

时间:2020-09-16 02:04 来源:未知 作者:admin

  由加的夫大学的Jane Greaves教授领导的国际天文学家团队今天宣布,在金星的云层中发现了一种稀有分子膦。在地球上,这种气体只能通过工业生产,也可以通过在无氧环境中壮成长的微生物生产。

  天文学家几十年来一直猜测,金星上的高云可以为微生物提供一个家园-漂浮在灼热的表面上,但仍然需要承受很高的酸度。对由氢和磷组成的磷化氢分子的检测可以指出这种地球外“航空”生命。在“ 自然天文学”的一篇论文中描述了这个新发现。

  该团队首先使用夏威夷的James Clerk Maxwell望远镜(JCMT)来检测磷化氢,然后被授予时间跟踪智利的Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的45台望远镜。两种设施都在大约1毫米的波长处观测到金星,这比人眼所见的时间长得多,只有高海拔的望远镜才能有效地检测到该波长。

  格雷夫斯教授说:“这是出于纯粹的好奇心而进行的实验,实际上是利用JCMT强大的技术,并考虑了未来的仪器。我认为我们可以排除极端情况,例如云层被塞满。当我们在金星的光谱中首次获得磷化氢的提示时,真是震惊!”

  对于最初的发现自然很谨慎,Greaves和她的团队很高兴能与更灵敏的ALMA天文台相处三个小时。恶劣的天气增加了令人沮丧的延迟,但是经过六个月的数据处理后,发现得到了证实。

  英国ALMA区域中心和曼彻斯特大学的团队成员Anita Richards博士补充说:“令我们感到非常欣慰的是,ALMA的后续观测条件很好,而金星与地球的角度合适。不过,数据非常棘手,因为ALMA通常不会在像维纳斯这样的明亮物体中寻找非常微妙的效果。”

  格雷夫斯补充说:“最后,我们发现两个天文台都看到了同一件事-在适当的波长处微弱的吸收是磷化氢气体,该分子在下面的温暖的云层中被背光照明。”

  然后,京都产业大学的佐川英夫教授使用他的模型在维纳斯大气中解释数据,发现磷化氢存在但稀少,每十亿中只有约二十个分子。

  然后,天文学家进行计算,以查看膦是否可能来自金星上的自然过程。他们警告说,缺少某些信息,实际上,关于金星上的磷的另一项研究来自于一次着陆器实验,该实验是由1985年苏联Vega 2任务进行的。

  麻省理工学院的科学家威廉贝恩斯(William Bains)博士领导了评估天然方法生产膦的工作。一些想法包括阳光,从地表向上吹来的矿物质,火山或闪电,但这些都不能使它足够靠近任何地方。发现自然源最多可产生望远镜看到的磷化氢量的十分之一。

  根据剑桥大学的Paul Rimmer博士的计算,要在金星上产生一定量的膦,陆地生物只需要工作在其最大生产力的10%左右。金星上的任何微生物都可能与他们的地球表亲完全不同,要在高酸性条件下生存。

  地球细菌可以吸收磷酸盐矿物质,添加氢并最终排出磷化氢气体。这样做会耗费他们精力,因此不清楚他们为什么这样做。该膦可能只是一种废物,但其他科学家却提出了诸如避开竞争对手细菌的目的。

  麻省理工学院的另一位成员克拉拉索萨席尔瓦(Clara Sousa Silva)博士也正在考虑在其他恒星周围的行星上寻找磷化氢作为非氧气消耗生命的“生物签名”气体,因为正常的化学反应很少。

  她评论说:“在金星上发现膦是意外的收获!这项发现提出了许多问题,例如任何生物如何生存。在地球上,某些微生物可以应对环境中约5%的酸,但是金星几乎完全由酸制成。”

  太阳系中可能存在其他可能的生物特征,例如火星上的甲烷和从冰冷的欧罗巴和土卫二卫星排出的水。在金星上,有人提出吸收紫外线的深色条纹可能来自微生物菌落。日本航天局JAXA发射的明月号太空船目前正在绘制这些暗条纹,以了解有关这种“未知紫外线吸收剂”的更多信息。

  该团队认为,他们的发现很重要,因为他们可以排除许多其他制造膦的方法,但他们承认,确认“生命”的存在还需要做更多的工作。尽管金星的高云温度高达30摄氏度,但它们的酸度令人难以置信-大约90%的硫酸-为微生物在此处生存带来了重大问题。麻省理工学院的Sara Seager教授和Janusz Petkowski博士都在研究微生物如何将自身屏蔽在液滴内部。

  该小组现在正急切地等待更多的望远镜时间,例如确定磷化氢是否位于云层中相对温和的部分,并寻找与生命相关的其他气体。新的太空任务还可以前往我们邻近的星球,并在原处采样云层,以进一步寻找生命迹象。

  皇家天文学会主席艾玛本斯(Emma Bunce)教授对研究小组的工作表示祝贺,他说:“科学中的一个关键问题是生命是否存在于地球之外,简格里夫斯(Jane Greaves)教授及其团队的发现是这一探索的关键一步。我特别高兴地看到英国科学家取得了如此重要的突破,这为将太空任务返回金星提供了有力的依据。”

  科学大臣阿曼达索洛韦(Amanda Solloway)说:“金星数十年来一直吸引着全世界科学家和天文学家的想象力。”

  “这项发现非常令人兴奋,有助于我们加深对宇宙甚至金星上是否可能存在生命的了解。我为这一引人入胜的发现是由一些英国顶尖的科学家和工程师利用最先进的设施进行领导而感到非常自豪建立在我们自己的土壤上。”

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