最近有报道称，美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜在一颗遥远的行星上发现了生命迹象，这引发了人们的兴奋，这是可以理解的。一项新的研究对这一发现提出了质疑，但也概述了该望远镜如何验证生命气体的存在。加州大学河滨分校的这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上，可能会让外星生物爱好者感到失望，但并不排除在不久的将来发现外星生物的可能性。
艺术家描绘的海洋世界景观。资料来源：Shang-Min Tsai/UCR
K2-18b上的生命证据
2023 年，有诱人的报道称，在 K2-18b 行星的大气层中发现了一种生物特征气体，它似乎具备使生命成为可能的若干条件。
许多系外行星，即围绕其他恒星运行的行星，都很难与地球相提并论。它们的温度、大气层和气候让人很难想象地球上会有生命存在。
艺术家的概念图展示了根据科学数据绘制的系外行星K2-18 b的样子。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、Nikku Madhusudhan（IoA）
K2-18b 上的独特条件
然而，K2-18b却有些不同。"这颗行星获得的太阳辐射量几乎与地球相同。如果剔除大气这个因素，K2-18b的温度接近地球，这也是发现生命的理想环境，"UCR项目科学家、论文作者蔡尚民说。
K2-18b的大气层主要是氢气，与我们以氮为主的大气层不同。但有人猜测K2-18b像地球一样拥有水海洋。这使得K2-18b有可能是一个"Hycean"世界，也就是氢大气和水海洋的结合体。
去年，剑桥大学的一个研究小组利用 JWST 发现了 K2-18b 大气中的甲烷和二氧化碳--其他元素可能指向生命迹象。
蔡说："就寻找生命而言，锦上添花的是，去年这些研究人员报告说，在该行星的大气层中初步探测到了二甲基硫化物，即DMS，它是由地球上的海洋浮游植物产生的。二甲基硫醚是地球上空气中硫的主要来源，可能在云的形成过程中发挥作用。"
在这幅插图中，NASA 詹姆斯-韦伯太空望远镜上的多层遮阳板在天文台的蜂巢镜下伸展开来。图片来源：NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
检测 DMS 所面临的挑战
由于望远镜的数据没有得出结论，加州大学洛杉矶分校的研究人员希望了解在距离地球约120光年的K2-18b上是否能积累足够的DMS，达到可探测的水平。对于如此遥远的行星，获取大气中化学物质的物理样本是不可能的。
"韦伯望远镜发出的DMS信号并不强烈，在分析数据时仅以某些方式显示出来，"蔡说。"我们想知道，我们是否能确定这似乎是关于DMS的一个暗示"。
根据考虑到 DMS 的物理和化学特性以及氢基大气的计算机模型，研究人员发现数据不太可能显示 DMS 的存在。蔡说："信号与甲烷强烈重叠，我们认为从甲烷中挑出DMS超出了这台仪器的能力。"
不过，研究人员认为，DMS 有可能积累到可检测到的水平。要做到这一点，浮游生物或其他生命形式必须产生比地球上多 20 倍的 DMS。
加强检测技术
由于系外行星距离地球遥远，探测系外行星上的生命是一项艰巨的任务。为了找到DMS，韦伯望远镜需要使用一种比去年使用的仪器更能探测大气中红外线波长的仪器。幸运的是，该望远镜将在今年晚些时候使用这种仪器，从而明确揭示K2-18b上是否存在DMS。
"系外行星上的最佳生物特征可能与我们今天在地球上发现的最丰富的生物特征大不相同。在富含氢大气的行星上，我们可能更有可能发现由生命制造的二甲基亚砜，而不是像地球上那样由植物和细菌制造的氧气，"该研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校天体生物学家埃迪-施维特曼（Eddie Schwieterman）说。
鉴于在遥远的行星上寻找生命迹象的复杂性，一些人对研究人员的持续动机表示怀疑。
"我们为什么要继续探索宇宙，寻找生命迹象？想象一下，你在夜间露营时，听到了什么声音。你会本能地用光照一照，看看外面有什么。在某种程度上，这也是我们正在做的事情。"
编译来源：ScitechDaily