找到这种最臭的分子就找到了外星生命

○ 地球上已知的具有恶臭和毒性的磷化氢分子。假如在邻近的系外行星上发现，它或许就从另一方面代表着有外星生命存在。| 图片来自：NASA & MIT

磷化氢（PH ）可能是地球上最臭、最毒的气体了，它存在于一些最龌龊的当地，比方企鹅的粪便堆里，或许沼地深处，甚至在一些獾和鱼的内脏里。这种腐朽的“沼气”高度易燃，能与大气中的微粒发作反响。

磷化氢分子由一个磷原子和三个氢原子组成，这两种原子一般并不简单集合在一同，因而磷化氢分子的构成需求很多的能量。20世纪70年代，科学家在木星和土星的大气中发现了磷化氢。科学家估测，在这类气态巨行星上的极点环境可认为这两种原子战胜彼此之间的天然排挤供给巨大能量，使它们能自发地集合在一同构成磷化氢。

磷化氢是一种有毒的分子，地球上的大多数生命，尤其是一切需求氧或呼吸氧气的生物简直都不想和这种分子搭上什么关系，这些生物既不会出产磷化氢，也不需求依托它生计。

然而在一项新的研讨中，麻省理工学院（MIT）的研讨人员发现了能够发生磷化氢的生命办法——厌氧生物。厌氧生物能够在不需求依托氧气的情况下很多繁衍。通过筛查和验证，研讨人员发现磷化氢只能通过这些极度厌氧的生物才干发生。这一特征使得磷化氢成为一种朴实的生物标志（至少对某种生命来说）。这一成果被宣布在了近期的《天体生物学》杂志上。

MIT的科学家Clara Sousa-Silva是这篇论文的榜首作者，她与搭档一向在为有望成为生物标志的分子树立数据库。他们现已搜集了超越16000个候选分子，磷化氢是其中之一。这些分子中的绝大多数还没有被彻底定性，也便是说即使科学家在系外行星的大气层中发现它们中的任何一个，仍无法知道这些分子代表的是生命的痕迹仍是其他什么。而在这篇新的论文中，他们切当地给出定论：假如在岩石行星上发现磷化氢分子，则必定意味着那里存在着某种生命。

○在系外行星的大气中查找生命符号的Clara Sousa-Silva。| 图片来自：Melanie Gonick

这个定论并非容易得出的。早在10年前，Sousa-Silva就渐渐的开端研讨这种散发着恶臭的有毒气体。在伦敦大学学院（UCL）攻读博士学位的过程中，她确认了磷化氢的光谱信息——找到了会被磷化氢吸收的光的切当波长，确认了只需有这种气体存在于大气中，那么相应的大气数据中就不会呈现这种波长。

从那时起，她便开端考虑：除了在气态巨行星的极点环境中发生，地球上的生命也能发生磷化氢吗？

在完毕博士生阶段后，她前往MIT，与MIT的搭档一同寻觅这样的一个问题的答案。他们首要研讨了磷化氢的性质，以及它与其他分子在化学上的差异。此外，他们搜集任何与在地球上检测到了磷化氢有关的信息，成果发现，任何没有氧气的当地都有磷化氢，比方沼地、湿地、湖泊沉积物，以及一切东西的屁和肠道中。这一规则让她恍然大悟，这让她意识到，关于喜氧生物具有毒性的磷化氢，关于厌氧生物或许便是夸姣的存在。

所以，她将磷化氢与厌氧生物结合在了一同，并信任这种分子能够是一种生物标志。为了验证这一观念，他们首要查看了是否有生命之外的其他物质能够发生磷化氢。他们在各种极点的环境下研讨磷是否能以某种非生物办法转化成磷化氢。

在通过几年的深入研讨之后，他们发现只要生命才干发生可被检测到的磷化氢。这代表检测到磷化氢意味着一个切当的生命痕迹。

随后，他们探究了这种分子是否能够在系外行星的大气层中被探测到。他们模仿了抱负的、缺氧的类地系外行星大气层，在模仿中输入了不同的磷化氢发生速率，然后揣度出在给定的磷化氢出产速率下，大气光谱将会呈现出的样貌。

他们的成果显现，假如某颗岩石行星上的磷化氢产值大致与地球上的甲烷产值类似，且这颗行星坐落间隔地球大约16光年之内的方位，那么就能发生能被詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）等新一代望远镜探测到的信号。

Sousa-Silva介绍说，新的研讨成果除了确认了在寻觅外星生命的过程中，能够把磷化氢列为一个切当的生物符号之外，还为一切从事相关研讨的科学家供给了一个可用于确认其他16000多个候选生物符号中的办法。她呼吁科学界加强对挑选这些候选分子方面的投入，使这类研讨成为较为优先的重点项目。由于假如咱们一旦能确认某些信号是只要生命才干宣布的，那对咱们来说无疑是发掘到了一座巨大的瑰宝。

参阅来历：

http://news.mit.edu/2019/phosphine-aliens-stink-1218

https://doi.org/10.1089/ast.2018.1954