宇宙時空 金星上可能存在生物

金星上可能存在生物

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【新三才首發】最新一個令人類驚訝的天文發現是金星上可能有生物製造出的氣體存在,這可能是金星上存在生命的跡象,這項發現重新激起人們關心這個離地球最近的星球。世界各地的研究人員和太空機構現在都在爭相將其在地球以及位於太空中的觀測儀器轉向金星,以探究稱為磷化氫的氣體是否真的存在,並研究它是否可能源自於生物。

在德國加興地區的歐洲南方天文台從事研究的天文學家說,他們已經找到金星上有磷化氫存在,接下來他們需要進一步了解它是否確實可以代表著生物的存在。

9月14日,科學家透露,他們使用位於智利的Atacama大型毫米/次毫米陣列望遠鏡和位於夏威夷的James Clerk Maxwell望遠鏡在金星表面上空約55公里高的大氣層中發現磷化氫。從無線電望遠鏡得到的數據顯示,光線在毫米波波長之處會被吸收掉,在光譜觀測圖上它會出現一條線,稱之為光譜吸收線。若以它對應於大氣中磷化氫的濃度來說是十億分之20。

天體生物學家將磷化氫(一種氫和磷的有毒化合物)標記為可能在其他星球上存在生物的特徵,它是由地球上的某些生物體產生的。劍橋麻省理工學院的分子天體物理學家克拉拉說,厭氧生物(無須氧氣即可生存)能夠無礙的產生此一氣體,克拉拉也是磷化氫檢測研究的共同研究員。但是在金星嚴苛與高酸性的環境下磷化氫應該會被分解掉。發現氣體的團隊因而提出一個結論,一定存在著某種不斷產生磷化氫氣體的機制,也就是說這是尚未知曉的某種生物學機制或科學家尚無法解釋的化學過程。 研究人員暫時假設,在發現磷化氫的大氣區域中可能是離行星表面的極高壓力和焦燥溫度很遠,因此一些存在空氣中的微生物可以存活。

在這種可能性能夠被嚴謹的證實之前,科學家很期望能夠確定金星上確實存在磷化氫。但並非所有人都對團隊的發現深信不疑。美國南佛羅里達大學的宇宙生化學家馬修·帕塞克說,部分原因是研究人員在他們的數據中只辨識出一種磷化氫的光譜吸收線,還需要其他人的再確認。

天文學家現在希望使用地球上的其他望遠鏡進行觀測。麻省理工學院的行星科學家傑森·迪特曼建議使用兩種儀器,他計劃與蘇薩共同進行觀測。其中一種儀器是位於夏威夷隸屬美國國家航太總署(NASA)的紅外線望遠鏡。另一種是NASA的同溫層紅外線天文觀測台,實際上這個觀測台是一架裝有望遠鏡的飛機。

針對光譜中的紅外線部分和紅外線之外的其他部分進行的觀測將使科學家能夠找出與磷化氫有關的其他吸收線,從而提供一種驗證其存在的方法。他們還可以提供有關磷化氫的位置以及其在幾天和幾週內位準如何變化的更多數據。迪特曼的研究小組本希望在2020年7月觀測金星,但因為武漢肺炎冠狀病毒大流行的疫情的關係而延後了。

目前有三個飛行計劃預定在未來幾個月內飛向金星執行任務,一是歐洲和日本的BepiColombo宇宙飛船正在飛向水星,另外兩個是歐洲航太署的太陽軌道飛行器和NASA的Parker太陽探測器,他們都在航向太陽。

這些由航太載具上的觀測是有利的,因為它們不會受到地球大氣層的干擾。但是,這些科技儀器本來是用於觀察其他事物,例如水星或太陽的表面,因此尚不清楚它們是否具有適當的靈敏度來檢測金星大氣中的磷化氫。

擔負這項任務的美國馬里蘭州約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的天體物理學家拉瓦懷說,BepiColombo在今年10月會飛越金星,但是能測到磷化氫氣體的機會很小。但明年8月會有較佳機會以其紅外線儀器偵測到這種氣體。Parker太陽探測器也可以用它那個本用於研究太陽粒子的儀器進行探測。雖然測到的機率低,但不能完全排除。

目前有一艘太空船正繞著金星軌道運轉,就是日本的Akatsuki(赤月)任務號,它是於2015年進入金星軌道的,負責研究金星的天氣並尋找火山活動。儘管它缺少直接發現磷化氫所需的儀器,但它可以提供有關金星大氣和雲層的數據,因為這兩者是生命的要素。

其他仍在研發中的任務可能更有希望,因為可以對這些任務進行修改以支援磷化氫的檢測。印度太空研究組織(ISRO)計劃於2025年發射發射一艘繞行金星軌道,名為Shukrayaan-1的探測器。威斯康辛大學麥迪遜分校的行星科學家桑傑·利瑪葉表示,ISRO有足夠的時間重新考慮修改其探測器的儀器來進行探測。他說如果他們沒有抓住這個機會,將會是個錯失。

美國和歐洲也正在考慮造訪金星,以便蒐集有關金星是否有潛在適合人類生存的有用地理資訊,甚至可以直接尋找生命跡象。美國航太總署的研究人員說,該署有一項名為VERITAS的附屬太空任務,該任務是另外一項主任務的外加計畫,將會進行生物跡象調查。該名研究人員說,VERITAS可加載數百公斤的其他設備,美國航太總署可以用它來裝載執行這項任務的小型探測船。

另一方面,如果天文學家能夠確認磷化氫的探測方式,他們就能將其他也可產生磷化氫的可能途徑排除,然後才能肯定金星上的磷化氫是由生物體製造出的。這包括建立模型以研究非由生物產生的途徑,並在實驗室進行試驗以尋找原先研究中未考慮到的化學途徑。馬修·帕塞克說,建立實驗模型是合理的途徑。他認為,地球上的大多數化學反應都與水有關,但在金星上並非如此。因此,有很多實驗都沒有人做過。馬修·帕塞克對於金星上的磷化氫象徵可能存在生物的說法表示懷疑。他認為也許只是未知的化學反應結果。

VERITAS計畫的成員之一赫伯特說,只有數據可以解決爭論。也許地球和金星是以兩種不同的過程演化成宜居星球。要解決這個疑問,我們需要獲得足夠的火星水星甚至是金星的基本相關數據。

(編譯:郭慕法)

(責任編輯:姜啟明)

(文章來源:新三才首發)