科学家用太空望远镜发现迄今为止太阳系外最强的外星生命迹象

据美媒4月17日报道，在一项可能具有里程碑意义的发现中，使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的科学家获得了他们所说的迄今为止太阳系外可能存在生命的最强迹象。他们在一颗系外行星的大气层中检测到了地球上仅由生物过程产生的化学特征气体。

韦伯望远镜观测到的这颗名为K2-18 b的行星大气层中的两种气体——二甲基硫（DMS）和二甲基二硫（DMDS），在地球上主要由海洋浮游植物等微生物生命产生。

研究人员表示，这表明该行星可能充满了微生物生命。然而，他们强调，他们并非宣布发现了实际的生命体，而是发现了一个可能的生物特征——即生物过程的指示物——并指出这些发现应谨慎看待，还需要更多的观测。

尽管如此，他们仍难掩兴奋之情。该研究的首席作者、剑桥大学天文研究所的天体物理学家尼库·马杜苏丹表示：“这是寻找太阳系外生命的转折点，我们已证明，利用现有设备有可能在可能宜居的行星上检测到生物特征。我们已进入了观测天体生物学的时代。”

马杜苏丹指出，目前有多项努力正在寻找我们太阳系内生命的迹象，包括在火星、金星和各种冰卫星等可能适宜生命存在的环境中提出的各种主张。K2-18 b的质量是地球的8.6倍，直径约为地球的2.6倍。

它围绕着一颗比太阳更小、更暗的红矮星运行，位于狮子座，距离地球约124光年。这颗行星处于“宜居带”内——即行星表面可能存在液态水的距离范围，而液态水是生命的关键成分。此外，还有一颗行星围绕这颗恒星运行。

“海洋世界”

自20世纪90年代以来，科学家已发现了约5800颗系外行星。科学家曾假设存在一种名为“海洋世界”的系外行星，其表面被液态水海洋覆盖，适宜微生物生存，且拥有富含氢的大气层。

韦伯望远镜此前曾观测到K2-18 b大气层中的甲烷和二氧化碳，这是首次在宜居带内系外行星的大气层中发现碳基分子。韦伯望远镜于2021年发射，2022年开始运行。

“目前唯一能解释韦伯望远镜对K2-18 b的所有观测数据（包括过去和现在的观测）的假设是，K2-18 b是一个充满生命的海洋世界”，马杜苏丹说，“然而，我们需要保持开放态度，并继续探索其他可能性。”

马杜苏丹表示，就海洋世界而言，如果它们确实存在，“我们所说的微生物生命，可能与我们在地球海洋中看到的类似。”据推测，这些海洋的温度比地球海洋更高。当被问及是否可能存在多细胞生物甚至智慧生命时，马杜苏丹表示：“在现阶段，我们无法回答这个问题。我们的基本假设是存在简单的微生物生命。”

DMS和DMDS属于同一化学家族，曾被预测为重要的系外行星生物特征。韦伯望远镜发现，这两种气体中的一种或两种，或可能两者都存在，出现在该行星的大气层中，置信度达99.7%，这意味着仍有0.3%的可能性是观测误差。这些气体的浓度超过百万分之十（体积比）。

“作为参考，这一浓度比它们在地球大气层中的浓度高出数千倍，根据现有知识，无法用非生物活动来解释”，马杜苏丹说。未参与该研究的科学家则持谨慎态度。

“K2-18 b的丰富数据使其成为一个诱人的世界”，德克萨斯州西南研究院空间科学部首席科学家克里斯托弗·格林说，“这些最新数据对我们理解该行星非常有价值。然而，我们必须非常谨慎地彻底测试这些数据。我期待看到从下周开始就有更多独立的数据分析工作。”

凌日法

K2-18 b属于“亚海王星”类行星，其直径大于地球但小于太阳系中最小的气态行星海王星。

为了确定系外行星大气层的化学成分，天文学家会分析行星从地球视角经过其主星前方时恒星发出的光，这种方法称为凌日法。当行星凌日时，韦伯望远镜可以检测到恒星亮度的下降，并且有一小部分星光会穿过行星大气层，然后被望远镜检测到。这使得科学家能够确定行星大气层的成分气体。

韦伯望远镜此前对该行星的观测曾初步探测到DMS。其新的观测使用了不同的仪器和不同的光波长范围。

马杜苏丹表示，系外行星科学的“圣杯”是找到太阳系外类地行星上存在生命的证据。他说，几千年来，人类一直在思考“我们是否孤独”的问题，而现在，我们可能只需几年时间就能在一个海洋世界上探测到可能的外星生命。但马杜苏丹仍敦促保持谨慎。

“首先，我们需要重复观测两到三次，以确保我们看到的信号是稳健的，并将探测显著性提高到统计误差低于大约百万分之一的水平”，马杜苏丹说。

“其次，我们需要更多的理论和实验研究，以确定在类似K2-18 b的行星大气层中，是否存在另一种非生物机制（即不涉及生物过程的机制）来产生DMS或DMDS。尽管之前的研究已表明，对于K2-18 b而言，它们（DMS和DMDS）是稳健的生物特征，但我们仍需保持开放态度，并探索其他可能性”，马杜苏丹说。

因此，这些发现是否确实由生命引起仍存在“很大的不确定性”，而且“过早宣称我们已探测到生命对任何人都没有好处”，马杜苏丹说。