金星上的異常現象?
能否證明有生命體存在?
金星上的生命?一篇新發布的論文探索其可能性
金星的紫外線成圖。日本的拂曉號飛船於2016年12月23號捕獲了這張圖像。一篇新發布的論文探討了在金星上存在的反常現象——這些現象是與眾不同的,異乎尋常的,我們很難把它們歸結於任何一種狀態。與此同時,我們也不知道在金星的雲層背後是否存在生命,以及生命的存在能否為這些現象產生做出解釋。
(圖像來源:JAXA/ ISAS/ DARTS/ Kevin M。Gill/ 維基百科(CC BY 2。0))
金星上的生命體?
我們目前持有的觀點是,在金星大氣層中存在的一些異常現象有助於我們了解未知的行星系統。關於那些異常現象的學術研究得出了眾多成果,其中包含可能存在的未知生物活動。
英美於2022年11月14號發佈的一篇論文開啟了我們對金星雲層背後未知生命的探索。這篇論文重點關注漂浮在金星雲層中特殊的磷化氫物質,類似於外星細菌或是真菌,它們的存在或許會幫助我們了解金星上的異常現象。
科學家們同時也在關注曾經有關金星異常現象的假設,以及過去在天文、生物、地質領域的發現成果。
這篇論文由Carol Cleland(科羅拉多大學波德分校)和Paul Rimmer(劍橋大學)聯合發佈於arXiv。MDPI將這篇名為「有關金星生命存在跡象的探索與任務規劃」的文章收錄並發表。
科學家們解釋道:我們對兩種異常現象提出假設,一個是對可能存在於金星大氣中的氨元素,而另一個是磷化氫元素。這兩種異常現象同時存在似乎又間接證明了金星必定處於一種氧化還原平衡的化學狀態中,這說明金星上存在生命的可能性微乎其微。
有關磷化氫元素的探索
就職於英國卡迪夫大學的Jane Greaves和她的同事們在2020年9月初次發表了有關金星大氣層中磷化氫元素的文章。這一發表引起了科學界的轟動和懷疑。
在那之後,關於磷化氫來源的辯論仍在繼續,部分科學家們甚至懷疑這種物質是否真的存在,因為在地球的大氣環境中,磷化氫這種物質無處不在,生命體的存在與否與其密不可分。(因為科學家們了解到金星大氣層中可能存在磷化氫,但是並沒有觀測到金星上有任何生命體存在,所以會認為金星上或許根本沒有磷化氫)。而那些痴迷於探索金星上是否存在生命體的科學家,在原有的資料基礎上進一步補充了更多內容。
近期的一些論文仍然側重於辯論金星大氣層中是否存在磷化氫元素,以及是否存在生命體。
更多異常現象
金星大氣層中存在的磷化氫是異常現象中的熱門話題,但與此同時在大氣層中還有更多奇異的化學物質,這些化學物質更能說明金星上生命體存在的可能性,或者正如科學家們說的,它們代表著潛在的生物圈。其中比較有代表性的就是氨元素。事實上,從某種程度上來說金星上的化學元素處於一種氧化還原(化學)不平衡的狀態中。
在地球上,生物圈的存在導致大氣呈現出化學不平衡的狀態。近期發表論文重點討論了金星的氨元素(NH3),磷化氫以及氧化還原不平衡現象。(氧化還原反應就是一種特殊的化學不平衡反應)
科學家們認為,在一顆外星球的大氣中發現化學元素不平衡的狀態是這顆行星上存在生命體的有力證明。但對於金星來說又如何呢?Cleland和Rimmer在論文中補充道:幾乎沒有天體生物學家指望能在地球的鄰居——金星上找到諸如此類的證據。同時他們又在論文中指出其他異常現象:在金星的雲層中存在硫和水原子,在靠近金星表面的地方存在二氧化硫(硫磺),在雲層中有二氧化氫(水),並且他們又發現了氧分子(氧氣),硫化氫和甲烷,在雲層之上不存在氧氣……在雲層下有氧硫化碳,在硫雲層下存在磷雲層。在金星表面上存在大量礦物質,但是這些礦物質並不能夠與大氣中的元素相平衡。
科學家們以此總結他們的觀點:至少有部分異常現象能夠證明金星上存在生命體。
奇異的氨元素
氨元素的存在是最有趣的金星奇異現象之一。按照目前我們對金星大氣環境的了解程度,氨元素不應出現(於大氣中)。
金星8號探測器在1972年發現了氨元素的存在。資料表明,在海拔19-28英里(30-45公里)處氨元素的濃度可達100-1000每百萬。然而部分科學家並不承認這一發現,他們認為這些資料是「異乎尋常的」,氨元素不可能出現在金星的大氣環境中,否則就說明金星的大氣環境處於一種化學不平衡的狀態中。
(這種化學不平衡狀態)是一種至關重要的因素,至少相對於地球來說,大氣中的不平衡狀態就表明存在生命體。
1978年,先驅者金星宇宙探測器同樣發現了氨元素存在的跡象。然而由於科學家們的慣性思維,這些發現被忽視了或者說是被遺忘了,科學家們根據現有論文補充道。所以,如果氨元素真的存在的話,那麼那些化學不平衡現象是由微生物還是無生命體導致的呢?
有關磷化氫存在性的思辨
金星上存在的磷化氫仍然是科學界的熱門話題。Greaves和同事們利用阿塔卡馬大型毫米【/亞毫米】波陣(ALMA)和馬克士威望遠鏡做了最初的觀測。在2022年11月21日發佈的一篇新論文中,Greaves和她的團隊保留磷化氫真實存在的觀點。被刊登於arXiv的這篇論文探討了通過索菲亞平流層紅外天文望遠鏡(SOFIA)獲得的六組金星大氣資料,他們得出以下結論:磷化氫真實存在,所以目前更應側重於對磷化氫來源的探索。
近期來自於先驅者金星計劃的再處理資料也表明磷化氫的存在。
金星雲層之上的磷化氫?
一部分科學家認為,如果金星上真的存在磷化氫,那麼它們應該存在於金星的雲層之上,而不是雲層中。但如果是這樣,這些磷化氫會變得更加不穩定,除非它們可以源源不斷地生成。在目前已有的化學基礎上,無論從生物還是非生物的角度去理解,我們都很難搞清磷化氫究竟要處於怎樣一種狀態下才能穩定地分佈在雲層上。Cleland和Rimmer說:如果我們能觀測到金星雲層上的磷化氫,那麼我們可以得到兩種結果:金星上存在未知生命體,或者根本不存在生命體。這兩種可能性都必須考慮在內,但是在得到更多資料之前我們不能妄下定論。事實上我們可以大膽提出更多假設,嘗試從接下來的觀測中獲得更多資料。
科學家們提出一些假設,例如可能存在的火山活動生成了這些磷化氫,所以即使沒有生命體存在,金星上也分佈著磷化氫。但是到目前為止,沒有一個能自圓其說。
一張磷化氫分子的圖片。磷化氫分子是這篇論文中的重點話題之一。
(圖片來源:ESO/ M。Kornmesser/ L。Calçada & NASA/ JPL/ Caltech)
科學偵測中發現的異常現象
科學家們認為,無論這些現象是異乎尋常的還是不理想的,都值得被重視。它們不是我們所認為的「誤導性的預測」,而是在科學領域中舉足輕重的發現。正如論文中所描述的:
誤導性的預測可能被認為是一種異常現象,但反之不然。異常現象之所以難以被人所接受,是因為它們打破了我們的既定思維。
所以研究者們該以什麼態度去對待金星的探測資料?Cleland這樣認為:我們只有廣泛地探測,靈敏地感知到任何一種異常現象的發生,我們才能了解更多金星的天體生物性……我們總能找到一種理由去解釋這些異常現象,也許金星上不存在任何生命特性,又或許我們真的能在金星上觀測到生命體的存在。
如果真的金星上真的有生命體存在,又會如何?
如果真的有一些異常現象證明金星上有生命體存在,那麼我們對外星生命體的認知會進入一種更深層次的階段。如果有生命體能在金星地獄般的生態環境中生存下來,那麼其他(可能環境更宜居或者更惡劣的星體上)會有生命體存在嗎?外星生命體的存在可以證明宇宙更多的可能性。如果這些奇異現象證明金星上沒有生命體,那麼它們也有助於我們科學認知的發展。
概述:金星上真的存在生命體嗎?來著英國和美國的研究者們為金星上存在的異常現象,磷化氫的存在以及其他潛在現象作出了解釋。
BY:Paul Scott Andersonand
FY:冬逝
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選文:天文志願文章組-
翻譯:天文志願文章組-冬逝
審核:天文志願文章組-
終審:天文志願文章組-零度星系
排版:天文志願文章組-零度星系
美觀:天文志願文章組-
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自:https://earthsky.org/space/life-on-venus-new-paper-explores-possibilities/
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