磷化氢事件要凉,但金星探索可能要热

来源:新浪科技发布时间:2020-11-19

近日,对相关分析数据进行细究发现,“金星大气层存在磷化氢”的结论站不住脚。	

2020年9月14日,有研究团队宣布在金星大气中发现了磷化氢。这一事件触发了人们对于金星存在生命的新遐想。但近日,同行对相关分析数据进行细究发现,该研究团队在数据分析方面可能存在问题,意味着“金星大气层存在磷化氢”的结论站不住脚。

虽然此次为一项乌龙发现(大概率),但这或激发了人类再次探索金星的热情。

一张根据美国宇航局“水手10号”探测器1974年记录的数据绘制的金星图像

人类寻找另一颗行星生命迹象的脚步因对其化学组成的不了解而停滞的事件不是第一次。

时至今日,有关专家仍在争论1977年“海盗号”登陆器所做的一些实验是否探测到了火星生命的信号,但我们能从那次行动中汲取的主要教训其实是,科学家还没学会在火星上“走”,就想开始跑了——他们还未掌握火星化学环境就开始寻找火星生物了。

科学的一大优点在于,对现象的解释可以随着数据的积累而彻底改变。就金星的例子来说,科学家的观点改变了一次又一次。

在那些经典科幻小说中起到叙事骨架作用的神话故事里,人们常常把金星描述为一个天空云层密布,地面满是沼泽雨林的行星——一个充满水的世界、一个适宜植物生长的世界,虽然潮湿但可以孕育生命,在某些故事中,金星上甚至生活着性格温和的当地人。在那些故事里,火星则是一个濒临死亡、一片荒芜的文明——这个观点是波士顿慈善家帕西瓦尔·洛厄尔(Percival Lowell)于20世纪初首先提出的,他觉得他看到了火星上的运河。

这些都是在我们实际探测这两个星球之前很久的事了。正是通过这些探测,我们才发现金星和火星的环境根本不宜居:

在浓厚大气层(主要成分是二氧化碳)的笼罩下,金星的表面温度高达800℉(约合427℃),甚至形成了硫酸云;火星的大气则极为稀薄,因而火星表面十分寒冷。

此外,这两个星球都十分干燥(在最初的探测中,我们完全没有发现这两个行星上存在水),至少它们的地表情况就是如此。

追溯人们对金星的热情

金星是天空中最明亮的天体之一,视亮度仅次于太阳、月亮和偶尔才会出现的超新星,大多数人都看到过它的身影。此外,金星也是最有可能被误认为UFO(不明飞行物)的天体。

20世纪40年代,金星还成了另一次流行文化浪潮的主题元素。当时,一位名叫伊马努尔·维利科夫斯基(Immanuel Velikovsky)的博学学者、精神分析学家,看到圣经对太阳在天空中静止不动这类事件的解释后颇受“启发”,便提出木星在3500年前分离出了金星,后者随后在整个太阳系内横冲直撞,期间虽与地球擦肩而过,但彗星状的尾巴还是给地球带来了鼠疫病毒,接着,金星又与火星相撞,最后才在如今的轨道上“安分”下来。这个想法完全没把天体力学定律放在眼里。

维利科夫斯基讲述这个故事的《世界大碰撞》(Worlds in Colllision)一书于1950年正式出版后,竟然非常畅销,这令天文学家愤慨不已。

事实证明,维利科夫斯基通过完全错误的推导得到了两个正确的预言:其一,木星是一个射电噪声源;其二,金星温度很高。

那个时候,后来那些美国太空计划的奠基人们已经把心思全部放在了火星上,认为这个星球才是最有可能孕育生命的,因而理应成为人类探索太空的终极目的地。

1954年,维尔纳·冯·布劳恩(Werner von Braun)在《科利尔》(Collier‘s)杂志上发表了一篇长文。这篇文章后来成了人类探索火星这颗红色行星的蓝图。

当时,冯·布劳恩极富洞察力地预见到,人类要想实地考察火星还需要100年。实际情况是,美国宇航局最近确实一直在讨论将21世纪30年代定为实现这个目标的现实时间框架。

当时还是芝加哥大学博士生的卡尔·萨根(Carl Sagan)在1960年的博士毕业论文中准确解释了金星的酷热环境。

他总结说,这颗行星浓密的二氧化碳大气层引发了强大到失控的温室效应,随之而来的高温也将金星变成了一个毫无生机的荒漠——至少在金星地表上情况的确如此。

于1996年离世的萨根始终都对我们找到宇宙中其他生命的前景持乐观态度,并且一直大力支持地外智慧生命的搜索行动。1967年,他与耶鲁大学生物化学家哈罗德·莫洛维茨(Harold Morowitz)一道指出,金星云层中的环境条件似乎要比地面宜居得多,更有利于生命的诞生与发展,毕竟金星云层的气压只是一个大气压,且温度大约只有40℉(约合4.4℃),具体多少取决于测量云层的哪个部位。

“如果有少量矿物质通过某种方式从金星地表进入云层之中,那么想象金星云层内生活着某种土著生物绝非难事,”他俩在发表于《自然》上的一篇论文中这样写道。

当时并没有很多人认可这个想法。“这个观点遭到了很多人的抵制和嘲笑。”亚利桑那州图森市行星科学研究所的行星科学家大卫·格林斯普恩(David Grinspoon)如是说,30多年来,他一直是萨根这个想法的大力支持者。

3月,匈牙利绍尔戈陶尔扬的夜空中金星清晰可见。这颗行星通常是夜空中除月亮外最亮的天体

格林斯普恩博士回忆说,他在自己1997年出版的一本著作中用一章的篇幅讨论了金星云层内存在生命的可能性。出版商要求他把“金星大揭秘”的这章删掉,认为这样一种怪异的观点会给整本书带来不利影响。不过,这一章最后还是保留了下来。

最近这些年,有关极端环境微生物和系外行星的发现——所谓“极端环境微生物”,就是那些生活在核反应堆、海底地热喷口以及其他极端环境中的细菌——激起了针对宜居行星的新研究和新想法。如果火星上都能有微体化石,那金星凭什么不能有?

此外,格林斯普恩博士还表示,有关金星的最新研究还表明,这颗行星只是最近(7亿年前)才失去海洋,这意味着,金星形成后有足够的时间孕育生命,这些可能的金星生命也有足够的时间演化并逃到金星云层中。

如果金星有生命,可能是什么样子?

2004年,德国柏林工业大学天文学家德克·舒尔策-马库奇(Dirk Schulze-Makuch)和他的同事提出,金星云层中漂浮的微生物可能包裹着一种名叫1,2,3,4,5,6,7,8-八硫杂环辛烷的化学物质,这种物质能起到“防晒霜”的作用,将紫外线转化成可见光波段的辐射,并用于光合作用。

今年早些时候,麻省理工学院的萨拉·西格尔(Sara Seager)博士和她的同事进一步拓展了这个想法,为这些金星微生物构建了一个可能的生命周期。他们提出,这些微生物可以生活在金星云层中的硫酸液滴中,随着此类液滴的碰撞与合并,越来越多的微生物会聚集到一起,一同进行新陈代谢和分裂。

这些液滴会在不断合并的过程中变得过重,最后以硫酸雨的形式从云层中降下。不过,它们在落到地面之前就会蒸发,其中的微生物也会因此而脱水、休眠。

西格尔博士特别指出,我们已经知道,金星有一层薄雾。“这层薄雾非常稳定,并且我们现在还不知道其中有什么粒子,但它们已经飘了很长时间了,”她说,“因此,我猜测,薄雾内部分粒子——并非全部,只是部分粒子——实际上是完全脱了水的生命体,也就是孢子。”

这些孢子非常轻盈,能够随着一种叫作“重力波”的环流飘回到金星云层中。在那里,它们会充当新液滴的种子,重新凝结,并开启整个循环。

西格尔博士还指出,地球大气层中也存在这类微生物,只是不会在空中停留那么长时间。

“不过,我肯定不能斩钉截铁地说,金星上存在生命。”西格尔博士强调。

另外,什么样的生命能够忍受硫酸云中的残酷环境条件?西格尔博士认为,它们很可能不是像我们这样以DNA为基础的生物。如果我们最终发现,大自然有另一种孕育生命的方式,那将会是21世纪科学的标志性事件。

金星探测新行动

收集金星新数据的竞赛已经启动了。美国宇航局和其他航空航天机构都在考虑派遣新探测器前往这颗我们长期忽视的姐妹行星。

例如,俄罗斯的Venera-D任务(包括一个轨道器和一个着陆器)计划最早将在2026年飞向金星,欧空局的远景号(EnVision)金星探测器也计划在21世纪30年代抵达金星。而美国宇航局也正在考虑金星探测计划的细节,其计划有望穿越金星大气层,从而获取第一手的数据。

尤里·米尔纳(Yuri Milner)的突破计划基金会(以奖金高达300万美元的“突破”科学奖而闻名),也已经明确表示会资助有关金星生命的研究。


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