NASA 的 James Webb 太空望遠鏡(JWST)最近在一顆遙遠的棕矮星上檢測到一種被稱為磷化氫的分子,此前這種分子曾被認為是生命的指標。然而,這一發現對於磷化氫作為其他行星和衛星(例如金星)的生物標記的有效性提出了質疑。磷化氫是一種包含一個磷原子和三個氫原子的分子,其純淨形態無味,然而大多數商業可用的磷化氫會帶有大蒜或腐爛魚類的氣味。它極易燃燒,並且在暴露於空氣中時可能會非常爆炸。在地球上,磷化氫只由生命活動產生(或在工業化學中合成),這使得許多人相信,在遙遠的世界中發現磷化氫必然意味著某種形式的生命存在。
在 2020 年,部分科學家曾認為在金星的氣氛中觀測到了磷化氫,這一發現令人氣憤,因為磷化氫應該迅速分解,因此如果它真的存在,就必須有某種東西不斷地補充它。這使得一些科學家推測,某些生命形式可能正在生成磷化氫。然而,科學界已知磷化氫同樣在木星和土星的深層大氣中被檢測到,這是非生物化學的結果。因此,基於這些原因,磷化氫不應自動被視為「生命信號」。
棕矮星被認為是「失敗的恆星」,因為它們的質量太小,無法點燃常規的氫融合,但又比行星大。這些小型恆星在年輕時期會融合少量的氘(重氫同位素),但這一過程會隨著時間的推移而結束。因此,棕矮星的光輝非常微弱(最年輕和最大的棕矮星表面溫度可達 3,632°F/2,000°C),主要以紅外線形式發出,這使得 JWST 等望遠鏡對它們的研究非常合適。在這些星體內部,熱氣體在對流環流中翻滾,將化學物質在其大氣中移動。
JWST 針對 23 顆溫度在 100 至 700 °C 的棕矮星進行了觀測,並未檢測到磷化氫。出乎意料的是,JWST 在一顆名為 Wolf 1130C(溫度為 608°F/320 °C)的棕矮星上檢測到了磷化氫。這顯然引發了疑問,為什麼只有這一顆棕矮星,其他的則沒有。天體物理學家目前無法解釋這一現象,但有一種假設認為,Wolf 1130C 年齡較大且金屬含量較低,這可能改變其內部化學反應。
如果磷化氫出現在如棕矮星這樣奇特且惡劣的環境中(生命無法存在),那麼它顯然不是一個可靠的生物標記。至關重要的是,這一發現現在對金星上可能存在的「生命」說法提出了嚴重的質疑。更有可能的是,如果磷化氫真的存在,它的來源是我們尚未理解的奇特大氣化學,而不是微生物。這一發現的要點是,磷化氫作為外星生命的信號不值得信賴,至少在我們能夠了解不同環境中的化學變化之前。棕矮星上檢測到的磷化氫清楚地表明,我們尚未完全了解這種分子在極端環境中形成的所有方式。在化學尚未得到確認之前,磷化氫不能被視為生命存在的明確證據。這項研究已發表於《科學》期刊。




