根據(jù)《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》的消息，劍橋大學(xué)的科學(xué)家借助詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），在124光年外的系外行星K2-18b的大氣中探測(cè)到了二甲基硫（DMS）和二甲基二硫（DMDS）的化學(xué)信號(hào)。
先來(lái)認(rèn)識(shí)一下主角。K2-18b可不是宇宙里隨處可見(jiàn)的普通行星，它是個(gè)“超級(jí)地球”，質(zhì)量是地球的8.6倍，體積大了2.6倍，位于獅子座，距離我們124光年。它繞著一顆紅矮星轉(zhuǎn)，位置恰好在“宜居帶”，也就是水能以液態(tài)存在的“黃金地段”，不會(huì)凍成冰塊，也不會(huì)熱成蒸汽。
之前，科學(xué)家們?cè)谶@顆行星的大氣中發(fā)現(xiàn)了甲烷和二氧化碳，雖然挺有意思，但不算特別炸裂。畢竟，這些氣體可能來(lái)自火山活動(dòng)或無(wú)生命的化學(xué)反應(yīng)。
可這次的發(fā)現(xiàn)不一樣，在地球上，這兩種硫化物幾乎是微生物的“專屬產(chǎn)物”，尤其是海洋浮游植物，堪稱“生命的氣息”。
更讓人驚訝的是，K2-18b上的DMS和DMDS濃度極高，達(dá)到十萬(wàn)分之十，比地球的十億分之一高出幾千倍。換句話說(shuō)，地球上的這些氣體像是一縷清香，而K2-18b上簡(jiǎn)直是“濃香撲鼻”，讓人不得不懷疑，這顆行星上是不是有什么“活物”在忙碌。
這次發(fā)現(xiàn)全靠JWST，自2021年上天以來(lái)，成了科學(xué)家的“掌上明珠”。它是怎么鎖定K2-18b的“氣味”的？沒(méi)錯(cuò)，靠的是天文學(xué)家最常用的“凌日觀測(cè)”。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)K2-18b從它的恒星前面經(jīng)過(guò)時(shí)，恒星的光會(huì)穿過(guò)行星的大氣層。大氣中的氣體就像濾紙，吸收特定波長(zhǎng)的光，留下獨(dú)特的“光譜指紋”。第一次，科學(xué)家們用近紅外儀器（NIRISS和NIRSpec）捕捉到了DMS的微弱信號(hào)，后來(lái)又用中紅外儀器（MIRI）再次確認(rèn)。
劍橋大學(xué)的尼庫(kù)·馬杜蘇丹（Nikku Madhusudhan）難掩興奮：“信號(hào)清晰得像撥通了高清電話?！毖芯繂T曼斯·霍爾姆貝格（M?ns Holmberg）也表示，這些結(jié)果經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證。
不過(guò)，目前的發(fā)現(xiàn)只有“三西格瑪”的確定性，什么概念？意思是99.7%的概率是真，但還有0.3%的可能是個(gè)誤會(huì)。而科學(xué)界要徹底認(rèn)可，得達(dá)到“五西格瑪”，也就是錯(cuò)誤率低到0.00006%。
要邁過(guò)這道坎，科學(xué)家們計(jì)劃再用JWST觀測(cè)K2-18b，預(yù)計(jì)需要16到24小時(shí)的“深盯”。但更關(guān)鍵的是，他們現(xiàn)在還不敢斷言這就是生命。萬(wàn)一K2-18b上有什么未知的化學(xué)反應(yīng)，能在沒(méi)有生命的情況下生成DMS和DMDS呢？
馬杜蘇丹語(yǔ)氣謹(jǐn)慎：“我們得再多驗(yàn)證幾次，別急著下結(jié)論?！彼麄冋?lián)合同事們展開(kāi)理論研究和實(shí)驗(yàn)室模擬，試圖搞清楚這些“氣味”是否能通過(guò)非生物過(guò)程產(chǎn)生。科學(xué)這門行當(dāng)，最忌諱的就是“一口咬定”，得穩(wěn)扎穩(wěn)打。
現(xiàn)在來(lái)想象一下K2-18b的模樣。這顆行星可能是個(gè)“海洋行星”，表面覆蓋著廣闊的液態(tài)水，外面裹著一層厚厚的氫氣大氣，像個(gè)溫暖的“生命溫室”。早先的理論模型就預(yù)測(cè)，這種行星可能富含DMS和DMDS，而這次的觀測(cè)結(jié)果正好吻合。
馬杜蘇丹說(shuō)：“我們看到的高濃度硫化物，跟海洋行星的劇本完美對(duì)得上?！比绻鸎2-18b真有個(gè)大海，里面生活著忙碌的微生物，釋放這些氣體，那畫(huà)面得有多震撼？
但科學(xué)不是講故事，事實(shí)可能沒(méi)那么簡(jiǎn)單。如果不是生命呢？可能是某種地質(zhì)活動(dòng)，或者未知的化學(xué)反應(yīng)在“搗亂”？團(tuán)隊(duì)正在全力破解這個(gè)謎團(tuán)。他們可不想重演2020年金星磷化氫的“烏龍事件”——當(dāng)時(shí)科學(xué)家以為發(fā)現(xiàn)了生命跡象，結(jié)果被后續(xù)研究潑了冷水。
這件事的意義遠(yuǎn)不止一張光譜圖，這是人類尋找外星生命的又一次飛躍。
如果K2-18b真有生命，哪怕只是微生物，也足以改寫(xiě)教科書(shū)。紅矮星是銀河系最常見(jiàn)的恒星，占了三分之二以上。如果它們的行星都能孕育生命，那宇宙可能是個(gè)熱鬧的“大社區(qū)”。天文學(xué)家卡爾·薩根曾說(shuō)：“如果宇宙里只有我們，空間未免太浪費(fèi)了。
說(shuō)到這兒，不得不提一下2020年的金星“翻車”事件。
當(dāng)時(shí)，科學(xué)家在金星大氣中發(fā)現(xiàn)了磷化氫，媒體炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，標(biāo)題個(gè)個(gè)像“外星人明天到”。結(jié)果呢？后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，那可能是儀器誤差或普通化學(xué)反應(yīng)，熱鬧了一場(chǎng)空。這次，劍橋團(tuán)隊(duì)學(xué)聰明了。
卡迪夫大學(xué)的蘇巴吉特·薩卡爾（Subhajit Sarkar）說(shuō)：“這只是個(gè)起點(diǎn)，后面還有一堆問(wèn)題要解?！眲虻乃_瓦斯·康斯坦丁努（Savvas Constantinou）也強(qiáng)調(diào)：“得把結(jié)果反復(fù)驗(yàn)證，直到無(wú)懈可擊?！边@態(tài)度，像是科學(xué)界的“老中醫(yī)”，慢工出細(xì)活。
科學(xué)家們沒(méi)打算停下來(lái)。他們計(jì)劃用JWST再多觀測(cè)幾次K2-18b，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室模擬這些化學(xué)信號(hào)，看能不能不用生命就生成DMS和DMDS。馬杜蘇丹展望道：“幾十年后，我們可能回看這一刻，意識(shí)到這就是我們觸碰活宇宙的起點(diǎn)?！边@話聽(tīng)著，頗有幾分史詩(shī)感。
JWST的MIRI在中紅外波段捕捉到這些信號(hào)，與之前的近紅外觀測(cè)互為佐證，可靠性拉滿。三十年前，我們還在為發(fā)現(xiàn)系外行星激動(dòng)；如今，我們都能分析它們的“空氣成分”了。這進(jìn)步，堪稱人類智慧的巔峰。
K2-18b有沒(méi)有生命？現(xiàn)在只能說(shuō)：有希望，但沒(méi)定論。如果真有，估計(jì)也就是些微生物，忙著釋放“氣味”，離造飛船還遠(yuǎn)著呢。
但即便如此，也夠我們激動(dòng)一陣子了。
參考論文
劍橋大學(xué)，《天文學(xué)家在太陽(yáng)系外行星上檢測(cè)到迄今為止最強(qiáng)的可能生命跡象》，*天體物理學(xué)雜志快報(bào)*（2025年）。DOI: 10.3847/2041-8213/adc1c8
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