从猫尿到火药：宇航员其实嗅到了特殊气味，这或许能揭示星球的秘密（组图）

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科学家正分析太空中的气味——从地球的邻近行星到数百光年外的行星——以了解宇宙的成分。

玛丽娜·巴塞尼拉（Marina Barcenilla）说，木星的气味「有点像臭弹」。

她解释，这颗太阳系中最大的行星拥有多层云层，每一层的化学组成都不同。这颗气体巨星可能会以「有毒杏仁糖云」的甜味吸引你靠近，但她说：「当你走得更深入，气味只会越来越糟。」

「你可能在还没被压力碾碎前，就已经希望自己死了。」她说。

图像来源，NASA

「我们认为最上层云是由氨冰（ammonia ice，ammonia另译阿摩尼亚）构成，」巴塞尼拉说，她形容这种气味像猫尿。「再往下，就会遇到硫化铵（ammonium sulphide）。那是氨与硫的结合——像是地狱里的配方。」

含硫化合物一向以腐烂鸡蛋般的恶臭闻名。

若能深入探索木星内部，巴塞尼拉表示，将会看到木星特有的条纹与漩涡。

「木星有这些厚实的彩色带状结构。我们认为其中一些颜色可能是由氨与磷的羽流所形成。」

她补充，木星上也可能存在一种称为「托林」（tholins）的有机分子，是一种与汽油相关的复杂有机物。因此，木星的气味可能还带有石油的「油腻感」，并夹杂一股大蒜味。

巴塞尼拉是英国西敏寺大学的太空科学家、香氛设计师与天体生物学博士生。

她在早期研究宇宙时，经常思考「那会是什么味道？」后来她意识到，「我实验室里就有这些分子，我其实可以把它们调制出来。」

因此，在进行火星生命迹象研究的同时，巴塞尼亚也为伦敦自然历史博物馆最新展览《太空：地球之外可能存在生命吗？》（Space: Could life exist beyond Earth?）设计了一系列重现太空气味的香氛。

她表示，从腐蛋臭味到杏仁甜香，太空是一个令人惊讶的臭味之地。

若我们能够用鼻子闻到，彗星、行星、卫星与气体云都会有其独特气味。但这些气味，究竟能揭示宇宙哪些奥秘？

图像来源，Mara Leite and Marina Barecenilla 玛丽娜·巴塞尼拉在她的实验室里制造太空气味。

在我们展开探索宇宙气味的旅程之前，也许值得先停下来思考：气味究竟是什么？

气味，虽常被忽视，却可说是最古老的感官之一。

约35亿年前，在太古代的海洋中，一个单细胞生物——细菌——漂浮其中。当它感知到某种化学物质的存在，无论是可口的营养来源，或是需要避开的危险，细菌的鞭毛（尾状附肢）便会如螺旋桨般推动它改变方向。对我们最早的祖先而言，这种「最原始的嗅觉」关乎生死。

而我们今日的嗅觉，只是这种在环境中探测化学物质的进化版本。

我们的鼻腔内分布著密集的神经丛，由数百万个特殊神经元组成，这些神经元上布满称为化学感受器（chemoreceptors，另译化学受体）的分子。当这些感受器与特定化学物质结合时，便会向大脑传送讯号，进而被解读为特定气味。

这项能力让人类能够感知周遭的化学物质。嗅觉不仅帮助我们辨识食物、警觉环境危险，也能唤起记忆，并在社交互动中扮演关键角色。经过数百万年的演化，嗅觉已与人类的情绪福祉密不可分。

对长时间在轨道上孤立生活的太空人而言，嗅觉甚至成为与「家」联系的重要桥梁。但太空站的气味世界，也可能是个奇怪的空间。

带一枝艾草上太空

英国首位太空人海伦·沙曼（Helen Sharman）说道，「阿列克谢·列昂诺夫（Alexei Leonov，首位完成太空行走的人）负责照顾所有外国太空人。」

那是1991年，沙曼正准备前往苏联太空站「和平号」（Mir）进行为期八天的任务。

就在发射前，列昂诺夫「递给我一小枝艾草，要我带上太空」。

在和平号上，沙曼偶尔会搓揉艾草叶，释放出类似鼠尾草的香气——因为她说，「闻一点香味，感觉挺好的。」

沙曼解释说，在和平号太空站上几乎闻不到任何气味。

在微重力环境中，热空气不会上升，因此「热食的气味不会从餐盘里飘出来」。她说，唯一能闻到气味的方法是「把鼻子凑进包装袋里」。

但太空站上有一种特殊的气味，许多太空人都在完成太空行走后报告过。

沙曼说，「那让我想起小时候经过汽车修理厂的情景。我能闻到焊接时的味道——空气中那种金属味。」

执行任务期间，沙曼进行了关于太空船潜在建材物料的实验。「我有一堆薄膜，大多是陶瓷，要装进框架里，然后暴露在太空站周围的环境中。」

当她从气闸把样本带回舱内时，一股气味随之涌入，那是太空的金属气息。

「那是我最喜欢的实验——因为它有气味。」其他太空人则形容那气味像烧焦的肉、火药或烧毁的电线。

但这种气味的成因至今仍是一个谜。

沙曼表示，一种可能的解释是氧化作用。「太空站周围的环境几乎是真空，但在那个高度并非完全如此，」她说，「残留的大气中含有原子氧（atomic oxygen）。」

图像来源，ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow, N. Cox, R. Wesson 环状星云是一颗垂死恒星，由于燃料耗尽，其外层开始脱落。

原子氧——也就是单个氧原子——可能会附著在太空人的太空衣或工具上。当返回太空站舱内时，这些单个氧原子会与舱内的氧气（O₂）结合，形成臭氧（ozone, O₃）。

沙曼说：「一旦产生反应，就会产生那种臭氧的气味。」

我们在地球上也能体验到这种气味——你是否曾在雷雨过后闻到过一种静电般的金属气味？那就是臭氧。

另一种可能性是，沙曼吸入了来自垂死恒星的原子。

当一颗恒星死亡时，它会释放大量能量。在这个过程中，恒星会产生多环芳香烃（polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）。

沙曼形容这些分子「就像鸡笼形状的结构」，这些分子漂浮于宇宙之中，参与新彗星、行星与恒星的形成。

在地球上，多环芳香烃（PAHs）存在于煤、原油和汽油等化石燃料中，并常在有机物不完全燃烧时产生。

巴塞尼拉表示，「如果你把食物烧焦了，那就是你所产生的分子类型。当恒星死亡时，这种燃烧也会产生相同类型的分子，然后它们就在太空中永远漂浮。」

这些化合物中，许多带有类似溶剂或樟脑丸的气味，也其他则像燃烧的塑胶或沥青。

来自太空的数据形式多样。

1958年，美国太空总署（NASA）的「探险者1号」（Explorer 1）首次以声音形式传回科学数据。时间快转至2022年，NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）首次在太阳系外行星——气体巨星WASP-39 b的大气中，探测到二氧化碳（CO₂）的气味。

图像来源，Helen Sharman 英国太空人海伦·沙曼表示，在微重力环境下，太空仓内几乎没有气味。

詹姆斯·韦伯太空望远镜实际上并不是「闻到」二氧化碳，而是透过观察侦测：当行星经过其恒星前方时，大气层会如何改变星光。

詹姆斯·韦伯太空望远镜透过分析光线的微妙变化，能够辨识外星世界中的各种化学物质。

「太空是巨大的。」巴塞尼拉说。

它是充满各种气味的世界。

土星最大卫星——泰坦（Titan，又名土卫六）的大气化学分析显示，那里可能闻起来像甜杏仁、汽油和腐烂的鱼。

而另一颗行星HD189733b——一颗距离地球约64光年的炙热气态巨星——则可能散发出浓烈的臭鸡蛋味，让人却步。

银河系旋臂中旋转的星际尘云，研究人员认为气味结合了「疯狂冰淇淋与令人腿软的氨气」。

与此同时，在人马座B2（Sagittarius B2）——一个靠近银河系中心的巨大气体与尘埃分子云中——你可能会闻到「某些对生命所需的前生物分子」，巴塞尼亚说。

「那里有乙醇、甲醇、丙酮、硫化氢和乙二醇——后者可用作防冻剂。」

甲酸乙酯（Ethyl formate）常被认为是银河系中心散发复盆子般香气的分子，但巴塞尼拉指出，这并不完全准确。

「它只是众多分子中的一种，单独闻起来并不像覆盆子。」

她解释，甲酸乙酯存在于多种水果中，「它部分构成了覆盆子的风味——不是气味，也同样影响其他水果的气味。也与指甲油或除甲剂的气味有关，还带有一种酒精味，几乎像是朗姆酒的味道。」

图像来源，Nasa, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI) 詹姆斯韦伯望远镜揭示了WASP-39b的大气「成分」，WASP-39b是一颗距离地球约700光年的系外行星。

巴塞尼拉指出，嗅闻宇宙中的化学物质，不仅能揭示宇宙的组成细节，也可能为我们提供寻找生命的线索。

英国卡迪夫大学天体物理学家萨卡尔（Subhajit Sarkar）说，「如果你能在K2-18b这颗行星上乘船航行——假设那里有海洋，并且你能脱下太空衣——那里可能闻起来像腐烂的高丽菜。」

2023年，萨卡尔参与的研究团队在詹姆斯·韦伯太空望远镜的协助下，首次在距地球约120光年的系外行星K2-18b上，捕捉到可能与生命有关的气味。

他表示，望远镜侦测到「极其微弱的迹象」——二甲硫醚（DMS）——这种气体被认为是构成「海洋气味」的主要成分之一。

「K2-18b之所以有趣，有很多原因，」萨卡尔说，「它属于一类被称为『次海王星』（sub-Neptunes）的系外行星。」这类行星比地球大、比海王星小，是银河系中最常见的行星类型，但我们对它们的了解仍非常有限。

「关于次海王星有许多未解之谜，」萨卡尔说，「为什么我们的太阳系中没有这类行星？它们的组成是什么？」其中一种尝试理解的方式，就是研究它们的大气层。「K2-18b早已被认为是理想的观测目标。」

理论上，K2-18b是一颗「氢气海洋行星」（hycean），也就是可能覆盖著海洋、适宜居住的系外行星。2025年，萨卡尔与同事重新分析了其大气，发现更强的迹象显示存在某些气体——这些气体几乎只由浮游植物与其他海洋生物产生。

研究人员指出，K2-18b的大气可能含有DMS和／或二甲基二硫（DMDS）这类气体。

「目前，我们不知道有哪些非生物过程可以大量生产这些化学物质。在地球上，我们非常清楚DMS与DMDS是由生物产生的。从这个角度来看，它们是非常明确的生物特征。」萨卡尔说。

研究指出，K2-18b大气中这些气体的浓度可能是地球的一万倍，显示该行星可能拥有一个「充满生命」的海洋。

不过萨卡尔也提醒，这些化学物质也可能来自非生物来源，仍需进一步研究。他补充说，如果K2-18b真的是一颗可居住的海洋行星，

「那就与这一假设相符，因为海洋生物有可能产生这种分子，而这种分子在地球上与海洋生物有关。」

图像来源，Nasa, CSA, ESA, J. Olmsted STScI, N. Madhusudhan Cambridge University 艺术家对K2-18b的印象，这颗行星被认为由海洋覆盖。

所以，或许我们不必真正踏上太空之旅，也能体验太空的气味。

许多太空的气味其实我们在地球上早已熟悉——而有些人，包括巴塞尼拉，甚至试图重现这些气味。

当我把鼻子凑近她在自然历史博物馆展览中的「火星气味舱」时，我闻到的是铁锈、尘土，以及一丝潮湿的气息。

这气味唤起了一段记忆：车库的角落，其中一个堆满的旧纸箱，装著曾经珍爱的书籍，还有几代人留下的木制家具碎片——一种家常的、童年的味道。

但也许最珍贵的嗅觉宝藏，不在遥远的太空，而就在地球上。

沙曼说，没有什么能比得上我们自己星球的气味。她回忆起1991年返回地球的那一刻，至今仍历历在目。「那是五月底，即使在中亚，地面也不是完全干躁的。」

太空舱著陆时「弹跳了好几下」，压倒了地面上的植物。「我们降落在哈萨克斯坦的一片苦艾草灌木丛上，」沙曼回忆道，「当舱门打开时，一股新鲜空气涌入，真是太棒了。那气味香极了，简直令人陶醉。」

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