金星无法在云层中维持生命，但木星有潜力

几十年来，金星的云层一直吸引着地球人。 它们形成了一面耀眼的镜子，遮住了地球的表面，在 1950 年代，一位以色列科学家推测，云层可能掩盖了一个充满昆虫的世界，它们可以承受高温。

1975 年，当俄罗斯航天器 Venera 拍摄表面照片时，没有发现任何昆虫。 金星是一片荒芜的地狱，是失控的温室效应的受害者，温室效应使地球上的温度升高到华氏 850 度以上——热得足以融化铅。 但在云层中，温和的大气等待着任何潜在的外星生命形式。

在空气中，生命可能会找到出路。

至少，这是一种假设。 它可能发生在地球上……那为什么它不会发生在其他地方呢？ 去年，微生物的想法 愿金星的气氛邀请回家 一项研究证实了这一点，该研究声称在我们姐妹星球的云表面检测到磷化氢（一种与生物活动有关的不稳定气体）水平升高。 这产生了一种理论，即云中的微生物可以产生气体。

然而，随着科学家解码磷化氢信号，它可能是金星云中生命迹象的可能性似乎越来越小。

周一，微生物群落飘入云层​​的前景再次受到打击。

在 发表在《自然天文学》杂志上的一项研究研究人员排除了金星云层中存在生命的可能性——正如我们所知。 云是不适合居住的。

“地球上最极端的生命绝对不可能生活在金星的云层中，”贝尔法斯特女王大学的微生物学家、新研究论文的主要作者约翰霍尔斯沃思告诉我。

问题是水的可用性。 当行星科学家在宇宙其他地方寻找生命时，他们会寻找水，因为它对生命至关重要。 金星云似乎是一个很好的起点，但它们不是我们在地球上习惯的那种云。 金星的云主要由硫酸液滴组成——我们用来清洁下水道的物质——其浓度被霍尔斯沃斯描述为“生物敌对”。

这些细节已经将微生物生命置于背景之中，但 Halsworth 和他的团队需要冷酷的硬数据来评估这种可能性。 他们研究了潜入金星大气层的航天器收集的数据，以分析云层内的水活动，并将注意力转向火星和木星。

磷化氢梦想

2020 年 9 月，天文学家宣布 检测过量的磷化氢气体 在金星的上层大气中。 研究小组对这种无法解释的化学反应感到困惑，因为地球上的磷化氢—— 腐烂的鱼的气味 السمك 它可以由微生物产生。

研究人员很快指出，他们的发现并非 最终的 生命的迹象在金星的云层中，但科学家和公众一直在谈论这一切。 它激发了当时的 NASA 局长吉姆·布里登斯汀 (Jim Bridenstine) 的灵感，宣布是时候优先考虑金星了。 金星热通过行星科学传播。 突然 ， 在火星上寻找生命的想法 感觉像是遥远的记忆。

金星上存在生命的可能性令人费解，但科学家们开始对他们的发现进行双重和三次检查。 在磷化氢被宣布后，其他研究小组开始查看从 ALMA 地面望远镜获得的数据。 二次检查似乎表明磷化氢信号可能是错误的，或者可能没有原先想象的那么强。

这就是霍尔斯沃思和他的同事们出发的地方。 近三十年来，Hallsworth 一直在研究水活度如何影响微生物生命。 他的工作探索了生命的下限——或者说在生物活动崩溃之前它必须是多么“干燥”。

知道金星的云中硫酸含量高，会降低水的活性，他甚至在阅读磷化氢纸之前就说“警钟正在响起”。 他的同事转向他询问他是否知道云中的水活动，希望能更清楚地描绘那里发生的事情。

但他没有看，于是团队开始工作。 两周内，Hallsworth 和该小组分析了美国宇航局的先驱探测器和俄罗斯的金星（1970 年代坠入金星大气层的航天器群）收集的数据。 飞船收集的数据让他们深入了解温度、压力和滞留在云层中的水。

沙漠天空

任何漂浮在金星云层中的潜在微生物都会发现自己处于非常恶劣的环境中。 在地表上方约 30 至 44 英里处，在云层中，它比地球上最广阔的亚热带沙漠：撒哈拉沙漠还要干燥。

“金星的云比撒哈拉更干燥，”霍尔斯沃思说，并指出撒哈拉的水活度约为 0.25，而金星的云只有 0.004 的水活度。 金星的这个数字太极端了，无法支持我们所知道的任何生命。

“地球上最耐旱的微生物在金星上没有机会，”霍尔斯沃思说。

不仅水的活性极低，而且假设一种微生物在金星的云层中发现了一滴液体——沙漠天空中的一片绿洲——它的命运也不会好到哪里去。 这些潜在的绿洲实际上是有毒的硫酸液滴。 任何微生物都会觉得酸度太大。

“在金星云的液滴中，没有已知的微生物细胞可以在高浓度硫酸下保持完整，”Halsworth 说。

发现自己在这样一个地方的微生物将面临立即死亡，撕裂它们的膜并溢出它们的内部。

Hallsworth 之前的工作调查了地球上微生物生命的外部极限。 在水生活动方面，被称为青霉曲霉的真菌在我们的星球上占据着至高无上的地位，这些真菌可以在旧书中发现或被捆绑在枕头和羽绒被内的灰尘中。 2017年，Hallsworth实验室发表论文 发现真菌可以在0.585的水分活度下生长和分裂. 这对于地球的有机体来说是令人印象深刻的。

他们使用这个数字——0.585 水分活度——作为微生物可以忍受的极限，但金星云中的水分活度比体积小两倍。

火星也没有促进大气中生命存在的水活度——它非常寒冷——但我们太阳系中的另一颗行星的水活度超过 0.585。 这是一个令人惊讶的外星家园候选者。

木星上升

气态巨行星木星笼罩着所有围绕太阳运行的行星。 它是狂野的，就像金星一样，因其吸引力而臭名昭著。 当研究小组分析木星大气中水的活动时，他们发现它的水平足够高，可以让微生物栖息。

“我们根本没想到会这样，”Hallsworth 说。

利用美国宇航局伽利略探测器的读数，该探测器于 1989 年发射并于 1995 年发射了对这颗气态巨行星大气层的探测器，该团队揭示了在木星扭曲的表面下的某处，存在生命的条件。

美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家、该论文的合著者克里斯麦凯在新闻发布会上说：“木星的云层中至少有一层可以满足水的需求。”

然而，该团队很快指出，这并不表明这颗巨大的行星上存在生命。 水活动仅表明我们在地球上已知的微生物可以栖息在木星大气层中的一个不同层。 哈尔斯沃思说，木星目前是否有人居住需要“全新的研究”，但必须首先回答一些基本问题。

“我们必须展示一种生物可利用的能源和生命所需的所有必需营养素，”他说。

这些发现也进一步延伸到了太阳系。 土星、海王星或天王星上的水活度是否足以让生命繁衍是一个悬而未决的问题——该团队没有探测数据可供评估。 然而，哈尔斯沃思指出，“预计它们中没有一个会有高水活性层”，而且它们会比木星冷得多，这使得生命难以在那里站稳脚跟。

进一步呢？ 在太阳系之外？ 使用美国宇航局将于 10 月发射的詹姆斯韦伯太空望远镜研究系外行星大气中的水活动，可以为行星科学家提供另一种方法来评估宇宙遥远地区的宜居性。

所以你告诉我他们不是外星人？

在去年发表在《天体生物学》上的一篇研究论文中在金星上发现磷化氢信号的研究小组提出了生命如何在离地表 30 英里的液滴中生存。

他们假设微生物可能会在液滴中停留一小段时间，然后干涸并漂浮到行星表面。 最终，它们可以被提升回金星大气的上层，并能够重新加湿并继续它们的生命周期。

周一出版的报纸对这一假设给予了沉重打击。

如果金星上有生命，它就不同于我们在地球上看到的任何东西——它可以在没有水的情况下生存，而水是陆地生物学许多方面所涉及的赋予生命的东西。

这给我们留下了一个挥之不去的问题：磷化氢从何而来？

无法重新分析 检测到高水平的磷化氢. 然后推荐另一个团队 信号根本不是磷化氢，而是二氧化硫. 另一个团队建议它可能在那里，但它的水平比原先想象的要低得多。 在较低的水平上，磷化氢可以用火山爆发来解释——和 金星有活火山.

如果这个星座是合法的，金星会更加神秘。

澳大利亚新南威尔士大学的行星科学家劳拉麦克米什说：“如果磷化氢是一种生物物质，则意味着金星上发生的某些事情正在以比应有的速度高得多的速度产生这种化学物质。” 隶属于研究。

无论磷化氢信号如何，金星现在都是一个优质的旅游目的地，未来十年将有一批行星际探测器被访问。

NASA 计划在 2020 年末发射两艘航天器，其中一艘名为 Davinci+，专门用于探测大气层。 欧洲航天局有自己的金星计划，还有一项名为 EnVision 的使命。 预计两者都将提供更全面的金星大气视图并获得更多有关其组成的数据，但预计它们不会改变关于云中存在类地微生物的想法。

“很难想象随着我们进行更多探索，结果会发生变化，”麦凯说。