天文學(xué)家最近宣布了一項(xiàng)令人振奮的發(fā)現(xiàn)：利用詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，他們?cè)?K2-18b（一顆在其恒星宜居帶內(nèi)運(yùn)行的遙遠(yuǎn)行星）的大氣中檢測(cè)到了潛在的生物特征氣體——二甲基硫醚 (DMS) 和二甲基二硫醚 (DMDS)。
在地球上，這些分子幾乎完全由生命產(chǎn)生，這引發(fā)了人們謹(jǐn)慎的興奮：我們可能比以往任何時(shí)候都更接近在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)生命。盡管此次探測(cè)尚未達(dá)到科學(xué)證明的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但使用不同儀器和波長(zhǎng)進(jìn)行的獨(dú)立驗(yàn)證強(qiáng)化了K2-18b作為宜居行星的潛力。盡管如此，研究人員仍強(qiáng)調(diào)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的后續(xù)研究，以排除未知的非生物過(guò)程，并證實(shí)這些非凡的發(fā)現(xiàn)。
基于這一關(guān)鍵時(shí)刻，顯然發(fā)現(xiàn)其他星球上的生命需要的遠(yuǎn)不止一次探測(cè)。為了真正了解一個(gè)遙遠(yuǎn)的世界，科學(xué)家必須超越單純的大氣特征，考慮行星的表面、內(nèi)部以及更廣泛的環(huán)境背景。憑借韋伯望遠(yuǎn)鏡無(wú)與倫比的能力，我們不僅能瞥見(jiàn)大氣的蹤跡，還能為天體生物學(xué)的全面新紀(jì)元奠定基礎(chǔ)。
美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡正在開(kāi)啟尋找地外生命的新篇章。但尋找生命不僅僅是探測(cè)到一些大氣氣體——環(huán)境至關(guān)重要。為了自信地識(shí)別生命跡象，科學(xué)家還必須了解行星的表面、內(nèi)部和周?chē)h(huán)境。
憑借其無(wú)與倫比的紅外靈敏度和分辨率，韋伯太空望遠(yuǎn)鏡能夠比以往更詳細(xì)地研究太陽(yáng)系外的小型巖石行星。它可以確定這些遙遠(yuǎn)的行星是否擁有大氣層，更重要的是，它可以分析這些大氣層的化學(xué)成分，尋找宜居性的跡象，以及潛在的生物特征，例如可能由生物體產(chǎn)生的氣體。
然而，探測(cè)生物特征仍然極具挑戰(zhàn)性。對(duì)于一顆行星，韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可能需要數(shù)百小時(shí)的觀測(cè)時(shí)間，即便如此，證據(jù)也可能不夠明確。恒星的衰老以及行星大氣隨時(shí)間的變化等因素都會(huì)使搜尋工作變得復(fù)雜。此外，韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的許多行星的軌道恒星遠(yuǎn)不如太陽(yáng)宜居。
這幅圖展示了基于科學(xué)數(shù)據(jù)的系外行星 K2-18 b 的可能外觀。K2-18 b 是一顆質(zhì)量為地球 8.6 倍的系外行星，圍繞宜居帶內(nèi)溫度較低的矮星 K2-18 運(yùn)行，距離地球 120 光年。圖片來(lái)源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（空間望遠(yuǎn)鏡研究所）、Nikku Madhusudhan（愛(ài)荷華州天文臺(tái)）
在宇宙的其他地方尋找生命也是一個(gè)過(guò)程，僅僅檢測(cè)到一個(gè)潛在的生物特征并不構(gòu)成生命的發(fā)現(xiàn)。需要后續(xù)研究和多條相互融合的證據(jù)來(lái)確認(rèn)真正的生物特征，并排除誤報(bào)，這可能需要多個(gè)任務(wù)的獨(dú)立數(shù)據(jù)和廣泛的大氣模型。
如果觀測(cè)結(jié)果暗示存在潛在的生物特征氣體，那么最重要的意義之一就是需要進(jìn)行后續(xù)研究?？梢蚤_(kāi)發(fā)用于生物和非生物解釋的模型。在此基礎(chǔ)上可以做出預(yù)測(cè)，并通過(guò)進(jìn)一步的觀察進(jìn)行驗(yàn)證。如果排除生命存在的可能性，這些負(fù)面結(jié)果對(duì)天體生物學(xué)的發(fā)展同樣至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兛梢詭椭覀儽苊庹`報(bào)，并改進(jìn)我們未來(lái)在類(lèi)似星球上尋找生物特征的工作。
雖然韋伯望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)初衷并非尋找其他行星上的生命，但它的卓越性能使其成為首個(gè)能夠表征一些圍繞較冷恒星運(yùn)行的最有希望的小行星大氣層的天文臺(tái)。這些早期觀測(cè)為未來(lái)的任務(wù)奠定了科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)，例如美國(guó)宇航局計(jì)劃中的“宜居世界”天文臺(tái)，該天文臺(tái)在發(fā)射時(shí)將專(zhuān)門(mén)針對(duì)圍繞類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)行的類(lèi)地行星。
韋伯科學(xué)的一個(gè)新前沿是研究海西斯行星——理論上指比地球更大、可能宜居的行星，擁有相對(duì)較稀薄的富氫大氣層和大量的液態(tài)水海洋。韋伯正在幫助研究人員探究K2-18 b是否是這樣的行星，并利用豐富的光譜數(shù)據(jù)來(lái)完善我們的理解。海西斯行星的概念非常新穎，其潛在生物特征的環(huán)境背景仍在探索中。隨著該領(lǐng)域的快速發(fā)展，韋伯對(duì)海西斯行星的觀測(cè)將繼續(xù)推動(dòng)探索，并為下一代科學(xué)探索提供信息。
編譯自/ScitechDaily
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