科学家发现遥远行星K2-18b上存在生命的“迄今为止最有力证据”:“这可能是转折点”

【美洲华联社4月17日讯】天文学家周四宣布,他们发现了太阳系外行星上可能存在生命的最有希望的“迹象”,尽管其他科学家对此表示怀疑。科学界一直在激烈争论这颗距离地球124光年的狮子座行星K2-18b是否可能至少拥有一个能够容纳微生物生命的海洋世界。

据CBS/法新社综合报道,一个英美联合研究小组利用詹姆斯·韦伯太空望远镜,在该行星大气中发现了两种化学物质的迹象,这两种化学物质长期以来被认为是表明存在外星生命的“生物特征”。

在地球上,二甲基硫醚 (DMS) 和二甲基二硫醚这两种化学物质仅由生命产生,其中大部分是由被称为浮游植物的微小海洋藻类产生。

研究人员强调,需要进行更多观察才能证实这些发现,而且他们并未宣布确凿的发现。

但剑桥大学天体物理学家、这项研究的主要作者尼库·马杜苏丹(Nikku Madhusudhan)称,其影响可能巨大。这项研究发表在《天体物理学杂志快报》上。

马杜苏丹告诉BBC新闻,他希望很快获得确凿的证据。“这是迄今为止最有力的证据,表明外星生命可能存在,”他说。“我可以肯定地说,我们可以在一到两年内确认这一信号。”

一位艺术家的概念展示了基于科学数据的系外行星K2-18b的样子。该插图于2023年9月11日发布。(NASA, CSA, ESA, J. OLMSTED (STSCI), SCIENCE: N. MADHUSUDHAN (CAMBRIDGE UNIVERSITY)/HANDOUT VIA REUTERS)

但外部专家指出,此前关于这颗系外行星的发现存在争议,并补充说,这些化学物质可能是通过未知的方式产生的,与生命无关。

“宜居带”

K2-18b 的质量是地球的 8 倍多,体积是地球的 2.5 倍,在迄今为止发现的约 6000 颗系外行星中实属罕见,因为它绕恒星运行的轨道位于宜居带或“宜居带”。

这意味着它既不会太热也不会太冷,不会存在液态水,而液态水被认为是生命存在的最重要成分。

当这些遥远的系外行星从其恒星前方穿过时,望远镜可以对其进行观测,从而使天文学家能够分析分子如何阻挡穿过其大气层的光线。

2023 年,韦伯望远镜在 K2-18b 的大气层中探测到了甲烷和二氧化碳,这是首次在宜居带的系外行星上探测到此类碳基分子。

它还探测到了化学物质DMS的微弱信号,促使天文学家在一年前再次将韦伯望远镜对准这颗行星,这次使用其中红外仪器探测不同波长的光。

他们发现了这些化学物质的强烈信号,尽管仍然远低于科学家们寻求的统计显著性的“五西格玛”阈值。

即使这些结果得到证实,也不一定意味着这颗行星上存在生命。

去年,科学家在一颗彗星上发现了DMS的痕迹,这表明它可以以非有机方式产生,或许并非“生物特征”。

然而,马杜苏丹表示,在K2-18b上观测到的这种化学物质的浓度似乎比地球上的浓度高出数千倍,这可能表明它可能是生物起源。

“酷热难耐”

长期以来,K2-18b一直被认为是“海洋行星”的首要候选者——一颗比地球更大、拥有富含氢气大气层的海洋星球。

与地球类似,海星行星也被海洋覆盖,大气层富含氢元素,而氢元素正是生命生存所必需的元素。许多海星行星比地球更大、更热——体积可达地球的2.6倍,大气温度高达近200摄氏度(392华氏度)。

该图显示了使用詹姆斯·韦伯太空望远镜MIRI光谱仪观测到的宜居带系外行星K2-18b的透射光谱。纵坐标表示由于行星大气中的分子作用,恒星光被行星大气吸收的比例。黄色圆圈表示数据,其不确定性为1-sigma。(剑桥大学 VIA 路透社)

这些行星预计不会是外星智慧生命的家园,而是类似于数十亿年前地球海洋中微生物的微小微生物。

“海星行星为我们寻找其他生命开辟了一条全新的途径,”马杜苏丹此前表示。

一些研究质疑目前提出的海星行星是否距离恒星太近,无法支持液态水的存在——包括每33天绕恒星公转一周的K2-18b。

牛津大学行星物理学教授雷蒙德·皮埃尔安伯特(Raymond Pierrehumbert)进行了另一项研究,表明K2-18b的温度过高,不适合生命存在。

他告诉法新社,如果这颗行星真的有水,那它将“酷热难耐”,无法居住。他还补充说,熔岩海洋更有可能存在。

麻省理工学院行星科学教授萨拉·西格呼吁保持耐心,并指出此前声称K2-18b大气中存在水蒸气,但最终被证实是另一种气体。

马杜苏丹估计,韦伯太空望远镜只需再用16到24个小时就能达到5西格玛阈值,这可能在未来几年内实现。

剑桥大学统计学家斯蒂芬·伯吉斯解释说,目前的3西格玛阈值相当于抛硬币10次,每次结果相同的概率。

5西格玛阈值意味着抛硬币20次后仍能得到相同的结果,这意味着“我们可以非常有信心,这次观测并非偶然发现,”他说道。

马杜苏丹表示,即使在K2-18b之外,韦伯太空望远镜和未来的望远镜也能让人类比人们想象的更快地发现地球以外的生命。

他说:“这可能是一个转折点,突然之间,我们是否是宇宙中唯一的生命这个基本问题就成了我们能够回答的问题。”