在距离地球 124 光年的狮子座,一颗名为 K2-18b 的系外行星正引发科学界的轩然大波。英国剑桥大学团队利用詹姆斯・韦布空间望远镜(JWST)的中红外仪器,在这颗行星的大气层中捕捉到了 ** 二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)** 的 “化学指纹”14。这两种气体在地球上仅由海洋浮游植物等微生物产生,被视为生命活动的标志性物质。K2-18b 的独特之处在于其氢海行星的属性 —— 质量约为地球的 8.6 倍,体积是地球的 2.6 倍,被富含氢气的大气层包裹,表面可能覆盖着温暖的液态水海洋56。此前,科学家已在其大气中发现甲烷和二氧化碳,这是首次在宜居带行星中同时检测到碳基分子和潜在生物信号910。
长期以来,科学界将类地行星视为寻找外星生命的主要目标,但 K2-18b 的发现开辟了新方向。这类氢海行星(Hycean planets)拥有以下特征:
极端环境下的生命潜力:氢海行星的海洋温度可能高达 200℃,表面压力是地球的数十倍,但类似地球深海热泉的环境可能支持耐高温微生物生存56。
大气观测的优势:相较于类地行星,氢海行星的大气层更厚、温度更高,更容易被望远镜捕捉到生物标志气体612。
普遍性与可观测性:氢海行星在银河系中可能广泛存在,且多围绕红矮星运行,距离地球较近(35-150 光年),是未来观测的重点目标618。
三、争议与谨慎:科学发现的必经之路尽管 K2-18b 的发现令人振奋,但科学界仍保持审慎态度:
信号可靠性存疑:当前观测结果的置信度为3σ(99.7%),尚未达到科学界公认的 “五西格玛” 标准(99.99999%)。约翰斯・霍普金斯大学的斯蒂芬・施密特重新分析数据后认为,信号可能是统计波动1417。
非生物机制的可能性:实验室研究显示,DMS 可通过高温高压下的非生物化学反应生成,例如火山活动或海底热泉1417。欧洲航天局也曾在彗星上发现 DMS,进一步质疑其生物起源14。
詹姆斯・韦布望远镜的观测能力为系外行星研究带来了革命性进展:
多波段验证:剑桥团队使用近红外和中红外仪器交叉验证,确保信号独立且清晰49。
实验室模拟:研究人员正在模拟 K2-18b 的大气环境,尝试复现非生物生成 DMS 的路径1318。
后续观测计划:计划在 2026 年前进行更长时间的观测,并联合全球团队进一步验证数据1317。
五、文明对话:从 “孤独” 到 “可能”K2-18b 的发现不仅是天文学的里程碑,更引发了人类对自身存在的深刻思考:
宇宙生命的普遍性:若氢海行星普遍存在,微生物生命可能在宇宙中广泛分布,甚至颠覆 “地球是唯一” 的认知56。
技术伦理的挑战:一旦确认外星生命存在,人类将面临如何与之互动、如何定义 “生命权” 等伦理问题1118。
探索的新起点:马杜苏丹教授指出,此次发现标志着 “观测天体生物学” 时代的到来,未来将有更多系外行星进入观测视野118。
结语:在怀疑与希望中前行K2-18b 的 “生命信号” 犹如宇宙中的一盏明灯,照亮了人类探索未知的道路。尽管争议与不确定性并存,但科学的本质正是在证据与质疑中不断逼近真相。正如《自然》杂志所言:“无论结果如何,这项研究都将推动人类对宇宙生命的理解进入新阶段。”
互动话题:如果 K2-18b 被证实存在微生物,你认为人类应如何应对?是主动接触还是保持距离?欢迎在评论区分享你的观点。
【科学冷知识】
DMS 的地球故事:地球大气中 90% 的 DMS 来自海洋浮游植物,其排放量与气候变化密切相关,可能影响云层形成和全球气温113。
红矮星的挑战:K2-18b 的宿主恒星是红矮星,其耀斑活动可能剥离行星大气,但该行星的厚大气层可能提供保护1518。
氢海行星的命名:“Hycean” 一词由 “Hydrogen”(氢)和 “Ocean”(海洋)组合而成,最早由剑桥大学团队提出56。