韦布望远镜疑似发现外星生命迹象!124光年外行星现地球独有气体

吴闲职懂探索 2025-04-18 14:46:35

2025年4月,科学家通过詹姆斯·韦布空间望远镜,在距离地球124光年的K2-18 b行星大气中首次发现了两种可能由生命产生的气体——二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)。这一发现被誉为“外星生命搜索的里程碑”,但也引发了科学界的谨慎讨论:我们是否终于找到了宇宙中的“邻居”?抑或是自然现象在“欺骗”人类的眼睛?本文将带您深入这场跨越光年的科学探险。

“发现疑似外星生命信号!”——这大概是人类历史上最令人心跳加速的科学新闻标题。就在今天(2025年4月16日)凌晨,剑桥大学领衔的国际团队在《天体物理学杂志通讯》扔下了一颗“科学炸弹”:他们在系外行星K2-18 b的大气层中,捕捉到了两种地球上只有生物活动才会产生的气体。

这颗行星位于狮子座方向,质量是地球的8.6倍,表面可能被液态水海洋覆盖。更关键的是,它所在的位置正好处于恒星的“宜居带”——也就是温度允许液态水存在的区域。如果说过去的系外行星研究像是在大海捞针,这次发现就像是用磁铁吸起了一根可能刻着“生命”二字的绣花针。

但科学家们并没有急着开香槟庆祝。项目负责人尼库·马杜苏丹博士反复强调:“我们现在的感觉,就像在沙漠里看到远处有一片绿洲——它可能是真的,也可能是海市蜃楼。”这场持续了30年的系外生命搜索,终于迎来了最接近真相的时刻。

要说清楚这次发现有多重要,得先从人类怎么“闻”到124光年外的气体说起。想象一下,你要在上海市中心闻到巴黎面包店刚出炉的可颂香气——这差不多就是科学家们面对的技术难度。

詹姆斯·韦布望远镜用的绝招叫“凌日光谱法”。当K2-18 b从它的恒星前面经过时,望远镜就像个超灵敏的“星际嗅探犬”,捕捉到穿过行星大气的星光。不同气体会在光谱上留下独特的“条形码”,而这次出现的两条特殊编码,对应的正是DMS和DMDS。

这两种硫化物在地球上的故事很有意思。你每天吃的海鲜里就含有微量DMS,它主要来自海洋中的浮游植物。当这些微生物死亡分解时,就会释放这种带着淡淡硫磺味的气体。至于DMDS,它更像是微生物界的“身份证”——某些极端环境下的古菌会专门制造这种化合物。

最让科学家兴奋的是,目前已知的自然界非生物过程(比如火山喷发或闪电)根本造不出这么多DMS和DMDS。这就好比在原始森林里发现了塑料瓶——要么是有人来过,要么得重新理解自然规律。

不过,这次发现的把握度是99.7%(三西格玛)。听起来很高对吧?但科学界的金标准是99.99999%(五西格玛)。用破案来比喻的话,现在的证据足够申请搜查令,但还不足以定罪。韦布望远镜团队计划未来两年再观测3-5次,如果每次都看到同样信号,置信度就会飙升到五西格玛。

要说K2-18 b最迷人的地方,还得是它可能属于一类被称为“氢海世界”的行星。这类行星就像宇宙版的“高压锅”:表面覆盖着深不见底的液态水海洋,大气层又厚又重,主要成分是氢气。

这样的环境听起来像地狱?但对生命来说可能是个天堂。厚厚的大气层就像保温毯,把来自红矮星的微弱热量锁在行星表面。海底火山的热泉可能成为微生物的乐园——就像地球上的深海热液喷口那样。更有趣的是,富氢环境下的化学反应路径和地球完全不同,这或许意味着我们发现了“第二条生命演化道路”。

不过,关于这颗行星还有很多未解之谜。它的质量是地球的8.6倍,但科学家连它有没有固体表面都说不准。有人猜测整个行星就是个被海洋包裹的“水球”,也有人认为海底可能有硅酸盐质的岩石基底。这直接关系到生命能否立足——总不能让微生物永远在海水里飘着吧?

面对如此重磅的发现,科学家们分成了两派。乐观派已经摩拳擦掌:NASA天体生物学研究所的艾米丽博士说:“这就像当年发现DNA双螺旋结构,我们摸到了生命大厦的门把手。”悲观派则搬出历史教训——1996年NASA曾宣称在火星陨石中发现微生物化石,结果被证明是美丽的误会。

最尖锐的质疑来自麻省理工团队:“如果真有这么多微生物,为什么没检测到氧气?”他们提出一个脑洞大开的解释:也许K2-18 b的大气层正在经历光化学分解,就像45亿年前的地球那样,生命还没来得及改造大气。

中国科学院的王研究员则提醒大家注意红矮星的“脾气”。这类恒星虽然温度低,但时不时会爆发超级耀斑。如果K2-18 b没有强大磁场保护,它的海洋可能早就被烤干了。不过最新数据表明,这颗行星的大气层异常稳定,或许厚实的氢气层本身就是天然防辐射罩。

不管最终结论如何,这次发现已经改写了天体生物学的研究剧本。韦布望远镜接下来要重点观测30多颗类似的“氢海候选行星”,科学家甚至列了个优先级清单。排在前三的分别是:

1. TOI-270 d:距离更近(73光年),大气层更透明

2. GJ 357 d:有明确季节变化的超级地球

3. LHS 1140 b:可能同时具备液态水和含氧大气

地面上也没闲着。智利的极大望远镜(ELT)预计2027年投入使用,它的集光面积比韦布还大五倍。到时候可以给K2-18 b拍“光谱快照”,甚至能分析不同纬度的大气成分差异。

最疯狂的设想来自SpaceX。马斯克在推特上发了个“星际显微镜”概念——向目标行星发射纳米级探测器,利用光帆加速到1/5光速,这样250年就能飞到K2-18 b。不过物理学家马上泼冷水:“以人类现有技术,探测器还没出发就会被星际尘埃撞成筛子。”

回望1995年发现第一颗系外行星时,《自然》杂志只用了个豆腐块报道。30年后的今天,我们居然在讨论某颗行星可能存在微生物。这种跨越让人想起16世纪的航海家——他们不知道新大陆是否存在,但依然造出更大的帆船。

这次发现也带来哲学冲击。如果最后证实是生命,说明宇宙中充满“氢海微生物”;如果证实是自然现象,则说明还有未知的化学机制。无论哪种结果,都拓展了人类对自然的认知边界。

正如马杜苏丹博士所说:“也许我们永远无法百分百确认外星生命的存在,但每一次排除错误答案,都让我们离真相更近一步。”在星辰大海的征途上,这种理性的浪漫,或许正是科学最动人的样子。

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