外星世界不寻常的毒气点燃了生命的希望和健康的怀疑

一个天文学家团队于 2025 年 4 月 16 日宣布，在研究另一颗恒星周围的行星的过程中，他们找到了证据对于意想不到的大气气体。在地球上，这种称为二甲基硫醚的气体主要由生物体产生。

2024 年 4 月，詹姆斯·韦伯太空望远镜盯着主持人星星行星 K2-18b将近六个小时。

在那段时间里，这颗绕轨道运行的行星从这颗恒星前面经过。星光穿过大气层，携带着大气分子的指纹前往望远镜.

通过将这些指纹与他们可能期望在大气中观察到的 20 种不同的分子进行比较，天文学家得出结论，最可能的匹配是一种气体，这种气体在地球上是生命的良好指标。

我是一名天文学家和天体生物学家他研究其他恒星周围的行星及其大气层。在我的工作中，我试图了解附近的哪些行星可能适合生命。

K2-18b，一个神秘的世界

要理解这一发现意味着什么，让我们从它被发现的奇异世界开始。这颗行星的名字是 K2-18b，这意味着它是扩展行星系统第 18 颗行星系统中发现的第一颗行星NASA 开普勒任务，K2。天文学家将 “b” 标签分配给系统中的第一颗行星，而不是 “a”，以避免与恒星混淆。

K2-18b 距离地球 120 光年多一点——在银河系的尺度上，这个世界实际上就在我们的后院。

尽管天文学家对 K2-18b 知之甚少，但我们确实知道它与地球非常不同。首先，它是关于质量是地球的八倍，它的体积大约大 18 倍。这意味着它的密度只有地球的一半左右。换句话说，它必须有很多水，不是很稠密，或者非常大的大气，甚至密度更低。

天文学家认为，这个世界可能是我们太阳系的冰巨星海王星的缩小版本，称为迷你海王星，或者可能是一颗没有水但有巨大氢大气层的岩石行星，称为气矮星.

另一个选项，如剑桥大学天文学家 Nikku Madhusudhan最近提出的是，这颗行星是 ”海西安世界."

这个词的意思是海洋上的氢，因为天文学家预测，Hycean 世界是全球海洋比地球海洋深很多倍的行星，而且没有任何大陆。这些海洋被数千英里高的巨大氢大气层覆盖。

天文学家还不能确定 hycean 世界是否存在，但这些世界的模型与 JWST 和其他望远镜在 K2-18b 上收集的有限数据相匹配。

这就是故事变得令人兴奋的地方。迷你海王星和气矮星不太可能适合生命生存，因为它们可能没有液态水，而它们的内表面有巨大的压力.

但是 hycean 行星将拥有广阔的温带海洋。海洋Hycean 世界是宜居的——甚至有人居住？

检测 DMS

2023 年，Madhusudhan 和他的同事使用了詹姆斯·韦伯太空望远镜的短波长红外相机首次检查过滤穿过 K2-18b 大气层的星光。

他们找到了存在两个简单的含碳分子——一氧化碳和甲烷——并表明这颗行星的上层大气缺乏水蒸气。这种大气成分支持但没有证明 K2-18b 可能是一个 hycean 世界的想法。

在 hycean 的世界里，水将是被困在更深更温暖的大气层中，比 JWST 观测探测的高层大气更靠近海洋。

有趣的是，数据还显示了一个额外的非常微弱的信号。该团队发现，这个微弱的信号与一种名为二甲基硫醚或 DMS 的 DMS 中。在地球上，DMS 是在海藻大量.它几乎没有非生物来源。

这个信号使最初的探测变得令人兴奋：在一个可能拥有巨大海洋的星球上，地球上很可能有一种气体是由生物有机体排放的。

科学家们有一个混合反应到这个初步公告。虽然这些发现令人兴奋，但一些天文学家指出，看到的 DMS 信号很弱，并且 K2-18b 的 hycean 性质非常不确定。

为了解决这些问题，Mashusudhan 的团队将 JWST返回 K2-18b一年后。这一次，他们用了另一台相机在 JWST 上，寻找另一个波长范围的光。新结果– 于 2025 年 4 月 16 日宣布 – 支持他们的初步调查结果。

这些新数据显示了该团队归因于 DMS 或非常相似的分子的更强但仍然相对较弱的信号。在另一组观测期间，DMS 信号出现在另一台相机上，这一事实使大气中 DMS 的解释更加强大。

Madhusudhan 的团队还展示了对数据和解释中的不确定性进行了非常详细的分析。在实际测量中，总是存在一些不确定性。

他们发现这些不确定性不太可能解释数据中的信号，进一步支持 DMS 的解释。作为一名天文学家，我发现这种分析令人兴奋。

外面有生命吗？

这是否意味着科学家在另一个世界发现了生命？也许吧——但我们仍然不能确定。

首先，K2-18b 在其厚厚的大气层下真的有一片深海吗？天文学家应该对此进行测试。

其次，在相隔两年的两台相机中看到的信号真的是二甲基硫醚吗？科学家们需要更灵敏的测量和对火星大气层的更多观测才能确定。

第三，如果确实是 DMS，这是否意味着有生命？这可能是最难回答的问题。生命本身是无法用现有技术检测到的。天文学家需要评估并排除所有其他可能的选择，以建立他们对这种可能性的信心。

新的测量结果可能会引导研究人员取得历史性的发现。然而，重要的不确定性仍然存在。天体生物学家需要对 K2-18b 和类似世界有更深入的了解，然后才能对 DMS 的存在及其作为生命特征的解释充满信心。

世界各地的科学家都在已经在仔细审查已发表的研究并将对研究结果进行新的测试，因为独立验证是科学的核心。

展望未来，K2-18b 将成为世界上最灵敏的望远镜 JWST 的重要目标。JWST 可能很快就会观测其他潜在的 hycean 世界，看看信号是否也出现在这些行星的大气中。

有了更多的数据，这些初步结论可能经不起时间的考验。但就目前而言，天文学家可能已经探测到在黑暗、蓝色调的外星海洋中冒泡的外星生态系统所释放的气体的可能性就令人难以置信。

无论 K2-18b 的真实性质如何，新结果都显示了使用 JWST调查其他世界寻找外星生命的线索将保证未来几年对天体生物学家来说将是激动人心的。

丹尼尔·阿派， 研究副院长兼天文学和行星科学教授，亚利桑那大学

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