金星云层中或藏外星生命?圆形薄皮乒乓球大小?

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  • 2018-12-26 14:37

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乒乓球大小的生物漂浮在金星云层中?这个想法听起来可能很可笑,但是科学家们并没有放弃在最不可能的地方发现生命的希望。1958年的某天晚上,美国著名天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)和三位科学家在一次会议结束时做了大多数人都会做的事情:他们在旅馆的酒吧见面,共进晚餐。那是美国宇航局(NASA)成立初期,在此一年前,苏联发射了首颗人造卫星Sputnik,开启了美苏之间长达数十年的太空竞赛。

萨根来自哈佛大学,他的同伴包括耶鲁大学生物物理学家哈罗德·莫洛维茨(Harold Morowitz)、罗彻斯特大学微生物学家沃尔夫·维什尼亚克(Wolf Vishniac)以及伊利诺伊大学微生物学家金伯尔·阿特伍德(Kimball Atwood),他们都是顶尖科学家,被新成立的NASA招募,帮助研究究竟从哪儿开始寻找外星生命。

在火星和金星这两个最容易接近的行星中,火星是更受科学家青睐的星球。但萨根和他的同事们认为是金星。他们认为,金星被极大地忽略了。莫洛维茨在2011年写道,他们几个想知道金星上是否有稠密的大气层,足够湿润和温和的环境,以便提供他们所认为的生命必需条件。

尽管人类已经向金星发射了十多艘航天器,但研究人员才刚刚开始探索这颗行星上的许多谜团。不过,即使在萨根去世几十年后,在金星的云层中寻找生命的渴望仍然存在。通过研究在地球上的发现,如在硫酸池和活火山发现的细菌群体,这些环境与金星大气层中的炽热温度相差无几。科学家们正制定金星探测计划,以便收集有关金星云层的数据和样本。

在第一次谈话后近十年,萨根和莫洛维茨在《自然》(Nature)杂志上发表了一篇论文,提出了这样一个问题:“金星云层中有生命吗?”在论文中,他们设想了一种圆形、薄皮、充满氢气的生物体。这些生物大约有乒乓球那么大,它们会在大气层的“宜居层”中徘徊,即在火星炽热的表面上方,在寒冷干燥的最上层云层下方。为了生存,这些生物将有“粘性的底部”,用来收集从金星表面吹起的矿物质,并吸收飞溅的水滴和雨水。

这是个非常有趣的理论。美国宇航局行星研究员吉阿达·阿尔尼(Giada Arney)说:“金星云层中存在生命的想法真的很浪漫。但对很多人来说,这真的很刺激。”然而,这个理论至今尚未得到证实。金星是我们最近的邻居,也就是所谓的“孪生行星”,上面是否有生命成了最大的未解之谜之一。

萨根和莫洛维茨的理论出现在各种形式在科学文献中,研究人员从不同的角度检查和重新审视它。其中,最著名的研究员包括爱丁堡大学的查尔斯·科克尔(Charles Cockell)、华盛顿州立大学的德克·舒尔茨-马库奇(Dirk Schulze-Makuch)、德克萨斯大学艾尔帕索分校的路易斯·欧文(Louis Irwin)、西南研究所(SWRI)的马克·布洛克(Mark Bullock)以及行星科学研究所的戴维·格林斯潘(David Grinspoon )。

正如西南研究所(SWRI)大气科学家坎迪斯-李·杰索普(Kandis-Lea Jessup)所说,贯穿这场科学“拔河”大赛的一个共同线索是,金星云层中一个特征,即未知的紫外线吸收器。20世纪20年代,在加州威尔逊山天文台拍摄的金星早期照片中,科学家们首次看到了一系列暗斑,即硫磺和其他不明的吸光物质,它们长期以来始终在吸引着科学家们的想象力。他们想知道,这种“幽灵”是由石墨粉尘形成的滚云还是由微小氯气喷射物造成的?它可能是某种外星生命,或者是别的什么?

问题在于,科学家很少有机会尝试回答这些问题。就像美国宇航局刚成立时那样,火星仍然是太空探索的首选行星。世界各地的太空机构批准执行火星探索任务的效率远远高于探索金星任务。在过去几年里,有二十多次成功的金星探索任务。苏联1967年发射的“金星4号”着陆器,是第一个到达金星表面的航天器。

1989年,美国宇航局发射的麦哲伦号(Magellan)探测器上的雷达,绘制了火星表面98%的地图。“金星快车”(Venus Express)是欧洲航天局对金星探索的首次尝试,它于2005年发射,收集了近十年的大气数据。最近一次是在2015年,日本将Akatsuki送入金星轨道,它目前正在轨道上收集空前数量的大气数据。但与探测金星相比,成功到达火星的航天器数量约是金星航天器的三倍。

造成这种差异的原因并不完全清楚。但是我们知道,火星的环境比金星温和得多。金星上酷热难耐,光线昏暗,压力超高,被厚厚的云层所笼罩,还下着硫酸雨。对人类游客来说,金星并不是一个很吸引人的目的地。此外,金星稠密的大气层(几乎完全由二氧化碳组成)在大多数波长下,遮蔽了我们对这颗行星的观察,使航天器难以穿过云层或在云层下操纵。

这也可以归结缺乏资金。美国宇航局的阿尔尼说:“太空旅行的成本总是非常高昂。在任何时候,人们都必须做出艰难的决定,决定什么是优先事项。也许金星只是运气不好。” 阿尔尼的工作是利用金星的数据,来更好地理解常见的系外行星。

尽管金星在过去受到的待遇不那么公平,但有迹象表明,它仍有可能获得属于自己的焦点时刻。日本的Akatsuki轨道飞行器继续向科学家发回数据,以供仔细研究。美国的研究团队已经提出至少10次前往金星的任务。欧洲也提出了自己的计划,印度和俄罗斯都在制定计划,并希望在未来5到10年启动。

今年秋天,由威斯康星大学麦迪逊分校行星科学家桑贾伊·利马耶(Sanjay Limaye)领导的研究团队,在《天体生物学》(Astrobiology)杂志上发表了一篇论文,讨论了在金星云层中寻找生命的方法,以及为什么应该进一步探索它。研究人员认为,现在应比以往任何时候都要更深入地探索金星。不过,这取决于我们在地球上发现的数据。

科学家们对地球上的微生物进行了广泛的研究,从每年夏天在威斯康星州利马耶家附近的湖泊中突然爆发的有害藻类,到覆盖挪威巴伦支海数千平方公里的浮游植物。作者们指出,其中有些生物信号看起来类似于金星云层中神秘的吸光特征。他们想知道,为何金星上的某种藻类不能漂浮在其云层中生存呢?

西南研究所(SWRI)的杰索普没有参与利马耶的研究,但他已经研究金星和其他天体的大气化学20多年了。她说,科学家最近在地球上进行的大量天体生物学研究,尤其是在极端条件下,极大地提高了未来研究金星的可能性。杰索普表示:“很多人都认为金星上不可能有生命,因为那里太热了,环境太难忍受了。”

但当我们继续了解更多关于地球上生命的发展和繁荣历史时,特别是在极端条件下的研究,比如那些生活在二氧化碳和水中、火山深处以及南极寒冷环境中的微生物时,这扩大我们在金星或太阳系其他地方找到生命痕迹的希望。为了彻底证明萨根的理论,或者排除这种可能性,利马耶的团队决定收集金星大气层的样本。

一种可能的运载工具是金星大气可操纵平台(简称VAMP),这是诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman Corp.)制造的飞机。VAMP的设计目的是像飞艇一样在云层中漂移,收集大气数据和样本,以便在地球上进行进一步研究。它将按计划发射到金星,并在空中停留长达一年时间。

但这些都是雄心勃勃的目标,尤其是考虑到没有气球在金星大气层停留超过几天的先例。但这是个值得去做的尝试。在萨根留下的众多遗产中,他首先是科学探究的拥护者。杰索普谈到在金星云层中发现生命的可能性时说:“除非我们在金星上发现与我们所知道的微生物不一致的东西,否则就不能排除微生物存在的可能。找到它们是我们得到答案的唯一途径,也是我们继续学习和成长的唯一途径。”


来源:网易科技

作者:摘编

编辑:leilei

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