如果一顆遙遠(yuǎn)行星上真的存在外星生命，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么樣的線索？這個(gè)困擾人類(lèi)數(shù)千年的問(wèn)題，如今或許正在揭開(kāi)神秘面紗

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡近期對(duì)K2-18b的觀測(cè)數(shù)據(jù)中，隱藏著令科學(xué)家激動(dòng)不已的生物分子信號(hào)。為何這些發(fā)現(xiàn)如此重要？這是否真的意味著我們不再孤獨(dú)？讓我們一同揭開(kāi)這顆"氫海世界"的神秘面紗——

我們都知道尋找外星生命的第一步是找到合適的"宜居"行星。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，這類(lèi)行星應(yīng)類(lèi)似地球，有適宜溫度，能維持液態(tài)水存在。

但鮮為人知的是，2015年，NASA開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡在距離太陽(yáng)系約120光年的紅矮星K2-18周?chē)l(fā)現(xiàn)了一顆不同尋常的行星。這顆被命名為K2-18b的行星，質(zhì)量約為地球的8.6倍，體積大約是地球的2.6倍，介于地球與海王星之間的尺寸讓它格外引人注目。

最引人注目的是，K2-18b位于其恒星的宜居帶內(nèi)，軌道周期僅33天。在這個(gè)位置，行星表面溫度既不會(huì)過(guò)熱也不會(huì)過(guò)冷，理論上能夠維持液態(tài)水存在——這被認(rèn)為是生命誕生的關(guān)鍵條件之一。然而，直到詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)，我們對(duì)這個(gè)遙遠(yuǎn)世界的了解還十分有限。

2023年9月，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將其精密的紅外觀測(cè)儀器對(duì)準(zhǔn)了K2-18b。這臺(tái)價(jià)值100億美元的太空望遠(yuǎn)鏡擁有6.5米主鏡，其觀測(cè)能力遠(yuǎn)超前代，特別是在探測(cè)遙遠(yuǎn)天體大氣成分方面具有革命性優(yōu)勢(shì)。

數(shù)據(jù)分析顯示，K2-18b的大氣中存在大量甲烷和二氧化碳，這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)令科學(xué)家興奮不已。這種組合暗示K2-18b可能是一顆"氫海行星"——表面可能覆蓋著廣闊的液態(tài)水海洋，上方籠罩著富含氫氣的大氣層。

但真正讓科學(xué)界震驚的是，韋伯望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀器(MIRI)在K2-18b大氣中探測(cè)到了二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)的光譜特征。這個(gè)發(fā)現(xiàn)堪稱歷史性突破，因?yàn)樵诘厍蛏?，這些分子幾乎完全由生物過(guò)程產(chǎn)生，主要來(lái)源于海洋浮游植物。

劍橋大學(xué)行星科學(xué)家尼基塔·卡賓博士表示："這是迄今為止，在系外行星上發(fā)現(xiàn)的最具說(shuō)服力的生命跡象。在地球上，DMS幾乎完全由浮游植物等海洋生物產(chǎn)生，在非生物條件下幾乎不存在。"

K2-18b代表著一類(lèi)被稱為"氫海行星"的天體，這種行星在質(zhì)量上介于地球和海王星之間，擁有以氫為主的大氣層和可能的液態(tài)水表面。

想象一下：在K2-18b表面，你可能會(huì)看到無(wú)邊無(wú)際的深色海洋，但抬頭望去的不是藍(lán)天，而是由氫氣、甲烷和其他氣體組成的厚重大氣層，可能呈現(xiàn)出紅褐色或橙黃色的外觀。由于重力約為地球的2.6倍，海浪可能比地球上要低矮得多，但風(fēng)暴可能更加猛烈。

令人驚訝的是，理論研究表明，這類(lèi)行星可能比傳統(tǒng)認(rèn)為的"類(lèi)地行星"更適合孕育生命。它們可以在更廣泛的恒星周?chē)鷧^(qū)域內(nèi)保持液態(tài)水，甚至在傳統(tǒng)宜居帶之外的區(qū)域。根據(jù)劍橋大學(xué)和加州理工學(xué)院的最新研究，K2-18b表面溫度可能在0-40°C之間，適合液態(tài)水存在。

不過(guò)，挑戰(zhàn)也同樣存在?？茖W(xué)家估計(jì)K2-18b大氣頂層溫度可能達(dá)到200°C，且?guī)缀醪缓鯕狻＿@意味著即使這里存在生命，也可能與地球生命有本質(zhì)區(qū)別，更可能類(lèi)似于地球上能在極端環(huán)境中生存的微生物，比如熱液噴口周?chē)氖葻峋蛏詈捬醐h(huán)境中的微生物。

盡管證據(jù)令人振奮，科學(xué)界對(duì)K2-18b生命跡象的解讀仍存在激烈爭(zhēng)議。

牛津大學(xué)行星科學(xué)家雷蒙德·皮埃爾安伯特教授持謹(jǐn)慎態(tài)度："K2-18b的實(shí)際溫度可能遠(yuǎn)高于最初估計(jì)，表面可能是由熔巖而非液態(tài)水組成的海洋。DMS信號(hào)也可能源于我們尚未理解的非生物化學(xué)過(guò)程。"

哈佛-史密森天體物理中心的研究團(tuán)隊(duì)則指出，在沒(méi)有排除所有非生物解釋前，我們不應(yīng)過(guò)早宣稱發(fā)現(xiàn)外星生命。DMS和DMDS的光譜特征也可能來(lái)自其他分子的組合，或受到觀測(cè)技術(shù)限制導(dǎo)致的誤判。

事實(shí)上，即使是劍橋大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)也承認(rèn)，他們的發(fā)現(xiàn)只是提供了生命可能存在的證據(jù)，而非確鑿證明。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人尼基塔·卡賓解釋道："我們需要排除所有可能的非生物解釋，這需要更多的觀測(cè)和更精確的大氣模型。"

詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將繼續(xù)深入觀測(cè)K2-18b，獲取更精確的光譜數(shù)據(jù)。科學(xué)家計(jì)劃使用韋伯望遠(yuǎn)鏡的NIRSpec和MIRI儀器進(jìn)行更高分辨率的觀測(cè)，以確認(rèn)DMS和DMDS的存在，并搜尋其他可能的生物標(biāo)志物，如磷化氫或甲硫醇。

同時(shí)，在未來(lái)5年內(nèi)，新一代地面和太空望遠(yuǎn)鏡也將加入這場(chǎng)探索。歐洲南方天文臺(tái)的極大望遠(yuǎn)鏡(ELT)和美國(guó)的巨型麥哥倫望遠(yuǎn)鏡(GMT)將能夠直接成像遙遠(yuǎn)的系外行星。NASA計(jì)劃于2027年發(fā)射的"系外行星特征描述天文臺(tái)"(Habitable Worlds Observatory)將專門(mén)用于尋找系外行星生命跡象。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)也宣布將利用正在建設(shè)的"中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡"(CSST)，專門(mén)針對(duì)K2-18b及類(lèi)似的潛在宜居行星進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)。

關(guān)于K2-18b上是否真的存在外星生命，你有什么看法？是微生物的海洋，還是我們尚未理解的化學(xué)過(guò)程？在評(píng)論區(qū)分享你的想法。正如著名天文學(xué)家卡爾·薩根所說(shuō)："非凡的主張需要非凡的證據(jù)"——而解開(kāi)這一謎題，或許將改變?nèi)祟?lèi)文明的進(jìn)程。