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骰子水星金牛10宫
来源：JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）
撰文 | 鞠 强
编辑 | 王一苇
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在人类探索宇宙的过程中，寻找外星生命一直是最令人激动的目标之一。2020年9月，一项关于金星的研究引发外界对外星生命的联想。虽然后续的研究对这项研究的结论提出了强烈质疑，但类似的研究路径也许是我们寻找外xīng生命最可能的方向之一。
惊 喜
2020年9月14日，一个由卡迪夫大学、剑桥大学、曼彻斯特大学、麻省理工学院等机构的研究人员组成的研究团队在《自然·天文学》（Nature Astronomy）发表论文，宣布他们使用位于智利的阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜和位于夏威夷的麦克斯韦望远镜（James Clerk Maxwell Telescope, JCMT）在金星大气中发现了磷化氢（PH3）。他们在论文中提出，目前已知的各种非生命机制都不足以解释观测到的磷化氢，因此金星大气中可能存在能够产生磷化氢的生命机制。[1]
发表在《自然·天文学》上的论文
目前，研究人员在太阳系内搜索生命迹象时，主要瞄准火星和一些卫星，比如土卫二、土卫六、木卫二等。
金星的体积是地球体积的87%，质量是地球的82%，引力情况也和地球类似，堪称 “孪生兄弟”。同时，金星也位于太阳系的宜居带中，具备存在液态水的条件，被大气覆盖，因此有孕育生命的可能。但是，半个多世纪以来的研究表明，金星表面的条件极其恶劣，几乎不可能存在生命。
不过，也有研究人员认为，在金星的大气中有存在生命的可能性。金星表面压强大，温度高，但在高层大气中，存在温度和压力相对适宜的区域。半个多世纪以来，“云上生命” 的想法不曾间断。2017年，该论文的第一作者、卡迪夫大学教授简·格里维斯（Jane Greaves）和同事使用JCMT观测金星的大气，发现了磷化氢存在的迹象。2019年，这个研究团队使用精度更高的ALMA再次探测金星大气，又发现了磷化氢。他们根据观测计算出这些分子位于金星表面上方约51-60千米处，正是金星大气中温度和压力相对适宜的区域。同时，他们根据信号的强度计算出磷化氢的丰度大约为20ppb（ppb为十亿分之一的浓度），至少是地球大气中磷化氢丰度的1000倍以上。
在金星高层大气中发现磷化氢分子的艺术想象图
（来源：ESO / M. Kornmesser / L. Calçada & NASA / JPL / Caltech）
磷化氢是厌氧微生物的代谢产物，而非生命过程也可以产生磷化氢。但是，根据这个研究团队的计算，任何非生命过程都无法产生他们观测到的磷化氢丰度。这样一来，摆在他们面前就还有两个选项：一是金星上某种未知的地质过程或者光化学反应可以产生磷化氢；二是金星上存在某种可以产生磷化氢的生命活动。
质 疑
这篇论文因为 “外星生命” 的话题性而受到广泛关注。国内外一些媒体使用诸如 “科学家在金星发现外星生命” 等标题显然是夸大其词，是不负责任的报道和解读，但很快论文本身也遭到了一些同行的质疑。例如，莱顿大学的斯奈伦（I.A.G. Snellen）等5位来自荷兰研究机构的天文学家就在预印本网站上发表了一篇文章，提出格里维斯的研究团队对ALMA观测数据的处理方式存在问题。[2]
荷兰研究人员在预印本网站arXiv上发表的质疑论文
研究人员对天体大气进行研究时，可以通过分析天体大气的光谱来确认某些特定物质的存在。比如在磷化氢这项研究中，因为磷化氢会吸收频率为267GHz的电磁波，所以当研究人员在JCMT和ALMA获得的信号中发现在267GHZ的频率上有凹陷时，就推测金星上存在吸收这个频率的磷化氢。
但是，斯奈伦等人指出，在处理ALMA的数据时，为了去除噪声对电磁波的影响，格里维斯的团队使yòng了12阶多项式对噪声的实验曲线进行拟合。一般来说，使用多项式对观测数据进行拟合是处理数据的常见方法，但是使用高jiē多项式的时候，阶数越高，曲线振荡越明显，越会偏离真实情况。格里维斯等人在这里使用的是12阶多项式，结果可想而知。在重新进行独立的数据分析后，斯奈伦等人得到的结果是，磷化氢的信号低于具有统计学意义的通常阈值。因此他们得出结论，格里维斯等人的研究对ALMA的267GHz数据的分析得不出金星大气中存在磷化氢的统计学证据。
与斯奈伦等人的这篇论文相比，另一组研究人员随后发表的文章结论则更加肯定：《金星大气中没有磷化氢》（No phosphine in the atmosphere of Venus）。在这篇公布在预印本网站并提交给《自然·天文学》的文章中，他们认为由于磷化氢的吸收频率（266.944513 GHz）和二氧化硫的吸收频率（266.943329 GHz）非常接近，因此不排除发现的信号其实是二氧化硫。[3]
题为《金星大气中没有磷化氢》文章
旁 观
在这篇有关金星大气磷化氢的论文发布的时候，研究团队就强调，这篇论文只是提出了两种可能性，断言在地球以外发现生命还为时尚早。论文的共同作者、麻省理工学院博士后研究员克莱拉·索萨-席尔瓦（Clara Sousa-Silva）当时biǎo示，需要进一步的研究来确认此次公布的发现。他们和合作者原计划使用由美国国家航空航天局（NASA）和德国航空航天中心共同运营的同温层红外线天文台（SOFIA）以及NASA位于夏威夷的红外望远镜设备进行进一步观测，但是新冠肺炎疫情打乱了他们的计划，使得后续观测不得不被推迟。
与面对科学界的谨慎态度相比，格里维斯在面对公众的时候则比较 “直接”。在研究成果受到质疑之际，2020年11月7日，格里维斯受邀参加了 “2020腾讯科学WE大会” 并发表了主题演讲。在视频演讲中，格里维斯有意强调了磷化氢与生命的潜在联系，她表示搜寻磷化氢的原因就是因为 “它是地球生命圈的标志之一”，而在过去相对适宜的环境中，“金星可能孕育出生命”。[4]
现代科学的发展使得我们已经不像近代科学诞生之际那样可以 “看到” 研究对象，希格斯玻色子和引力波的发现都有赖于科学家对数据的分析和解读。金星大气磷化氢研究的现状令人联想到近年来的一些研究，比如2014年曾经轰动一时的原初引力波。2014年3月，美guóBICEP2合作组宣布他们通过宇宙微波背景辐射的极化信号，首次探测到原初引力波。这个发现将有力地支持宇宙暴胀理论，深刻影响我们对宇宙起源和演化的理解。但是，此后的进一步数据分析以及来自普朗克卫星的数据表明，BICEP2合作组严重低估了星系尘埃的影响，他们的数据分析和判断dōu出现了严重失误，最后也不得不收回发现原初引力波的结论。
当然，与原初引力波不同，目前关于金星磷化氢的研究仍未尘埃落定。我们继续关注后续发展，看看格里维斯的研究团队如何作出回应，以及是否有支持其中任何一方的新证据出现。
展 望
格里维斯表示，她希望这项新研究能唤起重返金星的热情。由于此前研究人员对研究金星兴趣不如火星那么高，因此发射到金星的探测器相对较少，比如美国国家航空航天局（NASA）上一个研究金星表面的麦哲伦号探测器已经早在1994年就结束le任务。
日本的曙光号探测器于2015年进入金星轨道，目前仍在在研究金星大气和火山活动。虽然它缺少直接发xiàn磷化氢的设备，但是收集的数据可以帮助我们更好地了解金星大气的情况。
除此之外，几个金星探测计划正在筹备中。如果科学家能够发射探测器到达金星大气并完成采样返回，那就可以直接检验磷化氢是否存在。NASA的下一代金星探测器VERITAS计划在2026年发射升空，原计划是探索金星的地形和地质特征。[5] 喷气推进实验室科学家、VERITAS首席研究员苏·斯姆雷卡尔（Sue Smrekar）在接受《自rán》采访时表示：“借助VERITAS任务来探索金星的生命迹象是有可能的。在发射VERITAS的同时，还可以设计一个fù加的小型探测qì来研究金星的生命迹象。” [6]
VERITAS工作的艺术想象图（来源：NASA/JPL-Caltech）
除了火星和金星，科学家也把寻找外星生命的目光投到更多的系外行星上。得益于已经退役的开普勒太空望远镜和于2018年4月发射升空的凌日系外行星巡天卫星 “苔丝”（TESS），科学家已经发现了数千颗系外行星。詹姆斯韦伯太空望远镜发射后，它凭借强大的观测能力可以对这些系外行星进行更jiā细致的观测，特别是了解它们的大气组成。这将帮助科学家了解这些系外行星shì否存在生命以及是否适宜生命生存等。
行星科学家、美国加州大学圣克鲁斯分校教授林潮（Douglas Lin）曾在接受《赛先生》采访时表示，他对未来十几年内发现地外生命持乐观态度。他强调，这里所谓的 “发现” 并非 “用望远镜直接看到地外生命”，而是观测系外行星大气层的光谱特征，推测大气中可能含有哪些气体成分；如果探测到zuò为生命活动产物的气体，即 “生命标志物”，比如早期地球上蓝藻产生的氧气，又完全排除其tā可能产生这种气体的机制，就可以认为发现了地外生命。
格里维斯等人对金星大气磷化氢的研究正体现出这样一种研究思路。在得出有说服力的结论之前，我们需要继续加深对包括金星在内的目标行星的了解。“只有数据能解决争论”，德国航空航天中心科学家、VERITAS计划成员赫尔伯特（Jörn Helbert）在接受《自然》采访时表示：“我们对金星需要获得像火星哪怕是水星那样的基础数据才可以。” [6]
参考资料
[1] https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4
[2] https://arxiv.org/abs/2010.09761
[3] https://arxiv.org/abs/2010.14305
[4] https://v.qq.com/x/page/i32024lcl1s.html
[5] https://www.nasa.gov/feature/jpl/veritas-exploring-the-deep-truths-of-venus
[6] https://www.nature.com/articles/d41586-020-02785-5
井柏然个人资料及星盘解读
个人信息昵称：井柏然生日：1989年4月19日12时0fēn出生地：辽宁，沈阳经度：123.38（123:23E）纬度：41.8（41:48N）时区：8（时差液羡0:13:31）行星位置太阳：白羊座29度06分第9宫月亮：天秤座07度42分第3宫水星：金牛座14度20分第10宫金蔽埋衡星：金牛座02度46分第9宫火星：双子座23度50fēn第11宫木星：双子座07度06分第10宫土星：摩羯座13度49分第5宫天王星：摩羯座05度17分第5宫海王星：摩羯座12度23分第5宫冥王星：天蝎座14度03分第4宫上升：狮子座13度43分天顶：金牛座02度49分各宫位置第1宫：狮子座13度43分（上升）第2宫：处女座04度41分第3宫：天秤座宏做00度35分第4宫：天蝎座02度49分（天底）第5宫：射手座09度18分第6宫：摩羯座14度03分第7宫：水瓶座13度43分（下降）第8宫：双鱼座04度41分第9宫：白羊座00度00分第10宫：金牛座02度49分（天顶）第11宫：双子座09度18分第12宫：巨蟹座14度03分
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