摘要：在一项新发表于《天体物理学杂志快报》的研究中，一个由剑桥大学主导的天文学家团队报告称，在一颗名为 K2-18b 的遥远系外行星的大气中，探测到一种或多种可能由生命活动产生的分子。 他们表示， 这可能是迄今为止表明太阳系之外的行星上可能存在生命的最有力证据。

在一项新发表于《天体物理学杂志快报》的研究中，一个由剑桥大学主导的天文学家团队报告称，在一颗名为 K2-18b 的遥远系外行星的大气中，探测到一种或多种可能由生命活动产生的分子。 他们表示， 这可能是迄今为止表明太阳系之外的行星上可能存在生命的最有力证据。

系外行星K2-18b的艺术构想图。（图/ ESA/Hubble, M. Kornmesser）

然而，这一激动人心的发现也引来了许多科学家的质疑。他们指出，目前的数据还不足以作为外星生命存在的证据，必须保持科学上的审慎。

发现了什么？

K2-18b是一颗位于狮子座、距离地球约124光年 （38秒差距） 的系外行星，其质量为地球的8.6倍，半径约为地球的2.6倍。早期观测显示，这颗行星的大气中含有 甲烷 和 二氧化碳 。这是首次在“宜居带”系外行星的大气中检测到含碳分子，暗示着它可能是一个被氢气包裹的“海洋世界”，即所谓的 海氢行星 。

一颗“海氢行星”（拥有全球性水海洋和富氢大气层的世界）围绕红矮星运行的艺术构想图。（图/ A. Smith N. Madhusudhan）

2023年，剑桥大学的研究团队使用 韦布空间望远镜 （JWST） 的近红外仪器 （NIRISS与NIRSpec） 来观测K2-18b，在0.8~5微米的波段中发现了 二甲硫醚 （DMS） 的微弱信号。这是一种带有刺鼻气味的化合物，在地球上通常由细菌或浮游植物等生命形式产生。

为了验证这一结果，他们进一步使用JWST的中红外仪器 （MIRI） ，在6~12微米的波段获得了更清晰、强度更高的光谱信号。这次，他们不仅再次捕捉到DMS的迹象，还发现了与其密切相关的另一种分子—— 二甲基二硫 （DMDS） 。

JWST的MIRI仪器拍摄的K2-18b的透射光谱，可能表明其大气中含有DMS和DMDS。（图/ A. Smith N. Madhusudhan）

那么，研究人员是如何发现这些分子的？

当K2-18b凌星 （掠过其母星前方） 时，JWST所探测到恒星亮度会下降，并且一小部分星光在到达地球之前会穿过行星的大气层。行星大气中的不同分子会在不同波长吸收光，从而在光谱中留下独特“指纹”。研究人员正是通过分析这些光谱特征，推断出大气中可能存在DMS和DMDS的。

不过，分析结果表明，K2-18b大气中DMS和DMDS的浓度与地球上的非常不同，在地球上它们的体积通常低于十亿分之一。在K2-18b上，它们的强度估计要高出数千倍——超过百万分之十。

科学界为何持怀疑态度？

DMS和DMDS是同一化学家族的挥发性硫化合物，它们在所观测的光谱区间内具有重叠的特征，理论上都可能被视为生物标志物。在地球上，这类分子主要由海洋浮游植物等微生物产生。

如果K2-18b大气中的这些分子真的是由生命过程产生，这将是人类首次在地球之外捕捉到明确的生命化学信号——对地外生命探索而言，堪称 历史性突破 。

尽管研究结果振奋人心，但很多科学家指出，现阶段仍不能断言这是外星生命的证据，原因主要有三点：

1、 K2-18b是否适宜生命仍不确定 ： 这颗行星是否具备液态水，是否存在生物可生存的表面，目前尚无定论。一些模型显示，K2-18b可能是极度贫瘠的，表面环境恶劣，不利于生命存在。

2、 DMS和DMDS是否真的存在仍存争议 ：当前光谱数据已接近JWST的灵探测极限。有研究人员重算2023年的数据后指出，所谓信号可能只是统计波动。不过，剑桥团队反驳称，信号偶然出现的概率仅为0.3%。

3、 即便这些分子真的存在，也不一定来源于生命 ： 在实验室条件下，DMS可通过非生物过程合成。更早前，欧洲航天局的“罗塞塔”号就曾在一颗彗星中探测到DMS，而彗星显然不是生命活动场所。

因此，科学家们普遍认为，我们目前对这些系外大气的化学过程知之甚少。即使信号属实，也必须在进一步排除所有非生物解释后，才能将其视为生命存在的可能证据。

研究团队正计划开展更多理论建模和实验，评估在假定环境下DMS和DMDS是否可能通过 非生命途径 大量产生。同时，他们希望申请更多JWST的观测时间，以提高数据的统计显著性。

科学界也呼吁多组独立研究团队开展重复验证，以避免单一研究结论带来的误导。

不论结果如何，这次观测都标志着我们已经能够对遥远行星的大气组成进行分子级解析，系外行星科学正步入一个新的技术时代。有了JWST及未来更强大的望远镜，人类正在向那个终极问题迈出关键一步： “ 我们在宇宙中是孤独的吗？ ”

来源：时空探险家