磷,是生命的六大必需元素之一。
當它與氫結合,會生成一種劇毒又易燃的氣體——磷化氫(PH?)。這種氣體在地球上常出現在腐爛沼澤和厭氧環境中,因此在天文學界,它一直被視為“可能的生命信號”。
但最近,美國科學家在一顆名為 沃爾夫1130C(Wolf 1130C) 的棕矮星上,意外發現了磷化氫,這個發現讓整個天文界大吃一驚。
這項發現來自加州大學圣地亞哥分校教授亞當·伯格瑟團隊,他們利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的紅外光譜,在這顆暗淡的棕矮星大氣中,首次清晰地捕捉到磷化氫的紅外特征。
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棕矮星是一類“失敗的恒星”,質量不足以點燃核聚變,卻比行星更大。科學家早就預測,像木星、土星那樣富氫的氣體天體大氣中都應該能找到磷化氫,但此前的觀測總是失敗。
直到這次,他們終于在距離地球約 54光年的天鵝座系統里,聽見了來自“磷”的低語。
沃爾夫1130C它屬于一個三合星系統,由紅矮星(A)、白矮星(B)與棕矮星(C)組成。這個系統特別“古老”,金屬含量遠低于太陽。
金屬貧乏代表它誕生于宇宙更早的時期,因此沃爾夫1130C成了研究早期宇宙化學的“天然實驗室”。
科學家在觀測中發現,沃爾夫1130C的大氣磷化氫濃度約為十億分之一。這看似極低,卻是理論模型預測的量級。
負責大氣建模的艾琳·岡薩雷斯博士解釋說,她使用大氣反演技術,通過紅外數據“倒推”大氣成分——就像通過餅干的味道去猜測配方一樣。這一技術首次讓人類精準測量出如此微弱的分子特征。
為什么偏偏是它含有磷化氫?這成了科學家們的頭號謎題。
第一種解釋是化學環境。沃爾夫1130C的“貧金屬”環境意味著氧元素稀少。在這種條件下,磷沒有足夠的氧結合形成磷氧化物,只能與氫結合生成磷化氫。
換句話說,是“缺氧”造就了這場化學奇跡。
第二種假設更具戲劇性:磷可能來自它的“鄰居”——那顆白矮星。
白矮星是恒星生命的“遺骸”,在某些條件下會吸積外層氣體并發生新星爆發。這樣的爆發可能在幾千年前釋放出磷元素,并被鄰近的棕矮星捕獲,從而在它的大氣中留下化學印記。
這就像一場“恒星饋贈”,一顆垂死的星,向另一顆星送去了生命的原材料。
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磷化氫在地球上與生命活動有關,因此它常被當作“生物標志物”。
但這次的發現提醒人們:并非所有的磷化氫都與生命有關。它可能是自然化學反應的產物,也可能源自恒星爆炸后的殘留物。
亞當·伯格瑟說得很清楚:“如果我們希望用磷化氫來判斷系外行星是否存在生命,我們就必須先弄清楚——它是怎么在沒有生命的環境中產生的。”
沃爾夫1130C給出的答案,也許能重塑人類對“生命信號”的理解。
曾經的“金星疑云”
這次發現,也讓人想起2020年那場轟動全球的“金星磷化氫事件”。
當時,科學家聲稱在金星大氣中探測到了磷化氫,引發了“金星可能存在生命”的狂熱猜測。后來多次驗證發現那可能是觀測誤差,但它揭開了一個重要命題:我們對磷化氫的化學路徑仍知之甚少。
如今,沃爾夫1130C的信號讓這個命題再度被提上日程——它提醒我們,在尋找外星生命的路上,“生命氣體”的定義也需要不斷更新。
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研究團隊計劃繼續使用韋伯望遠鏡,觀測更多像沃爾夫1130C這樣“金屬貧乏”的棕矮星,看看磷化氫是否普遍存在。
如果確實如此,那說明磷化氫的形成與金屬含量密切相關,而不僅僅與生命有關。這將為理解早期宇宙的化學結構提供全新視角。
一顆距離地球54光年的棕矮星,在寂靜的宇宙中釋放出微弱的磷化氫信號。
它不一定預示生命,卻提醒我們:生命所需的化學基石,可能早在宇宙最初的塵埃中就已存在。
人類正在用韋伯望遠鏡,讀懂這些被時間掩埋的“元素故事”。
生命的秘密,也許并不遙遠,它可能藏在一場古老恒星的余燼里。
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