據外媒報導，為了確認其他行星上存在生命，我們需要在它們的大氣中探測到比目前更多的分子以排除非生物化學過程。現在，來自新南威爾士大學悉尼分校領導的一項研究顯示，科學家們發現了近1000個大氣分子的光譜特徵，這些分子可能跟磷化氫的產生或消耗有關，這為尋找其他行星上的生命提供了重大幫助。

長期以來，科學家們在一直推測，磷化氫–一種由一個磷原子和三個氫原子組成的化合物(PH3)–可能是生命存在的證據，如果在像我們地球一樣的小型岩石行星的大氣中發現，在那裡，細菌的生物活動產生了磷化氫。

因此，當一個國際科學家團隊去年宣稱在金星的大氣中檢測到磷化氫時這就帶來了在另一顆行星上發現生命的第一個證據的誘人前景–儘管那隻是原始的單細胞物種。

但並不是每個人都相信，一些科學家則質疑金星大氣層中的磷化氫是否真的由生物活動產生或是否真的檢測到了磷化氫。

現在，由新南威爾士大學悉尼分校的科學家們領導的一個國際團隊為這項研究以及未來在其他星球上尋找生命做出了關鍵貢獻，他們演示瞭如何在最初發現潛在的生物特徵之後再尋找相關分子。

相關研究報告已發表在《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》上，

其描述了研究團隊是如何利用計算機算法生成一個包含958種含磷分子的近似紅外光譜條形碼的數據庫的。

外觀與研究

新南威爾士大學化學學院的Laura McKemmish博士表示，當科學家們尋找其他行星上生命的證據時，他們不需要進入太空，他們可以簡單地用望遠鏡對準正在尋找的行星。“為了確認行星上的生命，我們需要光譜數據。有了正確的光譜數據，來自行星的光可以告訴你該行星大氣中的分子是什麼。”

磷是生命的基本元素，但到目前為止，天文學家只能找到一種多原子含磷分子，即磷化氫。

“磷化氫是一種非常有前景的生物信號，因為它只能通過自然過程以極低的濃度產生。然而如果我們不能追踪它是如何產生或消耗的，我們就不能回答這個問題：這是不尋常的化學反應還是小綠人在行星上製造磷化氫，”McKemmish說道。

為了提供更深入的了解，McKemmish召集了一個大型跨學科團隊來研究磷在化學、生物和地質方面的表現並詢問如何僅通過大氣分子進行遠程研究。

“這項研究的偉大之處在於它把不同領域的科學家–化學、生物學、地質學–聚集在一起解決了圍繞在其他地方尋找生命的基本問題，而這些問題僅靠一個領域是無法回答的，”天體生物學家、該研究的論文合著者Brendan Burns副教授說道。

McKemmish博士繼續說道：“一開始，我們在大氣中尋找最重要的含磷分子，也就是我們所說的P分子，但結果發現我們知之甚少。因此，我們決定研究大量的P分子，這些分子可以在氣相中發現，反之，對紅外線敏感的望遠鏡就無法探測到。”

McKemmish指出，新分子物種的條形碼數據通常是一次產生一個分子，這個過程通常需要數年時間。但參與這項研究的團隊通過使用其所稱的“高通量計算量子化學”只在短短幾週內就預測了958個分子的光譜。

“儘管這個新的數據集還不具備實現新探測的準確性，但它可以通過強調具有類似光譜條形碼的多種分子物種的潛力來幫助防止錯誤分配–例如，在一些望遠鏡的低分辨率下，水和酒精可能無法區分。這些數據還可以用來對分子檢測的難易程度進行排序，”McKemmish說道。

系外行星上的生命

不管有關金星大氣中磷化氫存在和金星中生命潛在跡象的辯論結果怎樣，最近的這項研究將對系外行星生命的潛在信號探測工作來說非常重要。

McKemmish說道：“我們觀測系外行星並判斷那裡是否存在生命的唯一方法是使用望遠鏡收集的光譜數據，這是我們唯一的工具……我們的論文提供了一種新的科學方法來跟踪潛在的生物特徵的檢測，並且跟太陽系內外的天體化學研究相關。進一步的研究將迅速提高數據的準確性、擴大考慮的分子範圍從而為其在未來的分子檢測和鑑定中使用鋪平道路。 ”

這項研究的論文合著者、CSIRO天文學家Chenoa Tremblay博士則表示，隨著更強大望遠鏡在不久將來投入使用，該團隊的貢獻將是有益的。“這一信息出現在天文學的關鍵時刻。”

她表示，雖然團隊的工作重點是通過對紅外光敏感的望遠鏡探測到分子的振動運動，但他們目前正在努力將這項技術擴展到無線電波長。“這對於現有的和新的望遠鏡如即將在西澳大利亞建造的平方公里陣列望遠鏡(Square Kilometre Array)都非常重要。”