开普勒18b大气发现生命迹象分子
剑桥大学研究团队再次在距离地球124光年的系外行星K2-18b大气层中发现了潜在的生命迹象。该行星长期以来一直是天文学界关注的焦点,科学家们推测其可能具备孕育生命的条件。此次研究团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的数据,在行星大气中检测到了二甲基硫醚(DMS)和/或二甲基二硫醚(DMDS)的“化学指纹”。在地球天体物理学中,这两种分子被视为关键的“生物标志物”,因为它们主要由海洋中的浮游植物通过生物过程产生。
这并非该团队首次在该行星大气中发现DMS线索。项目负责人尼库·马杜苏丹(Nikku Madhusudhan)表示,虽然上次观测到的信号来源尚不明确,但足以引起重视。此次不同之处在于,团队使用了JWST的另一台仪器,并在不同的光谱波长范围内进行了观测,确保了数据的独立性和可靠性。马杜苏丹强调:“信号非常强且清晰,与之前的观测没有重叠。”
研究数据显示,K2-18b大气中这两种分子的浓度与地球截然不同。在地球上,DMS的浓度通常低于十亿分之一,而K2-18b上的浓度估计高出地球约一千倍。相关研究成果已发表在《天体物理学杂志通讯》上。马杜苏丹指出,之前的理论预测表明,在“海洋世界”(Hycean worlds,即拥有全球性海洋和富氢大气层的行星)上,高浓度的含硫气体如DMS和DMDS是可能存在的。目前的观测结果与理论预测高度一致,且“拥有生命繁盛海洋的海洋世界”是目前Zui能解释观测数据的模型。
尽管发现令人振奋,但研究团队保持了高度的科学审慎。马杜苏丹提醒,在确认地外生命存在之前,必须收集更多数据,因为目前仍可能存在未知的非生物化学过程产生这些分子。合作者萨瓦斯·康斯坦蒂努(Savvas Constantinou)表示,这项工作是为后续验证和理解这些惊人发现奠定基础。此外,科学界对此也持保留态度,另有研究指出存在DMS非生物产生的有力证据,这引发了对将其作为可靠生物标志物的质疑。
目前,该发现对应的统计显著性为"3 Sigma",意味着有0.3%的概率是随机误差。要被视为确凿的科学发现,通常需要达到"5 Sigma"标准(随机误差概率低于0.00006%)。团队预计,利用韦伯望远镜再增加16至24小时的观测时间,有望突破这一阈值。马杜苏丹展望道:“几十年后,我们或许会回顾这一刻,意识到生命宇宙已触手可及,这可能是回答‘我们在宇宙中是否孤独’这一根本问题的转折点。”
对于中国航天与深空探测从业者而言,这一发现再次凸显了高精度光谱分析技术在系外行星大气研究中的核心地位,也提示我国在下一代空间望远镜载荷设计与多波段协同观测策略上需持续投入,以在全球地外生命探索竞争中占据主动。