韦伯望远镜可能还没有在系外行星上发现生命

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艺术家对海洋世界的描绘。来源：尚敏蔡/UCR

据加州大学河滨分校：最近有报道称，美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜在一颗遥远的星球上发现了生命迹象，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挑战，但也概述了望远镜如何验证生命产生的气体的存在。

发表在《天体物理杂志快报》上的加州大学河滨分校的这项研究可能会让外星爱好者感到失望，但并不排除在不久的将来发现的可能性。

2023年，有关于K2-18b行星大气层中存在生物信号气体的诱人报道，该气体似乎具有使生命成为可能的几种条件。

许多系外行星，也就是围绕其他恒星运行的行星，很难与地球相提并论。它们的温度、大气和气候使得人们很难想象它们上面有地球类型的生命。

然而，K2-18b有点不同。“这颗行星获得的太阳辐射量几乎与地球相同。如果大气作为一个因素被去除，K2-18b的温度接近地球，这也是寻找生命的理想情况，”UCR项目科学家兼论文作者蔡尚敏说。

K2-18b的大气层主要是氢，与我们的氮基大气层不同。但也有人猜测K2-18b和地球一样有水海洋。这使得K2-18b成为一个潜在的“海洋”世界，这意味着氢大气层和水海洋的结合。

去年，剑桥大学的一个团队使用JWST揭示了K2-18b大气中的甲烷和二氧化碳——其他可能表明生命迹象的元素。

蔡说：“在寻找生命方面，锦上添花的是，去年这些研究人员报告了在该行星的大气层中初步检测到的二甲基硫醚（DMS），它是由地球上的海洋浮游植物产生的。”。DMS是地球上空气中硫的主要来源，可能在云的形成中发挥作用。

由于望远镜数据没有结论，UCR的研究人员想了解是否有足够的DMS可以在距离地球约120光年的K2-18b上积累到可检测的水平。与任何遥远的行星一样，获取大气化学物质的物理样本是不可能的。

蔡说：“韦布望远镜的DMS信号不是很强，只有在分析数据时才会以某些方式出现。”。“我们想知道我们是否能确定DMS的暗示。”

基于解释DMS的物理和化学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：“信号与甲烷有很大重叠，我们认为从甲烷中提取DMS超出了该仪器的能力。”。

然而，研究人员认为DMS有可能积累到可检测的水平。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。

考虑到系外行星与地球的距离，探测它们上的生命是一项艰巨的任务。为了找到DMS，韦布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波长的仪器。幸运的是，该望远镜将在今年晚些时候使用这样的仪器，从而明确揭示K2-18b上是否存在DMS。

该研究的高级作者、加州大学学院天体生物学家埃迪·施维特曼说：“系外行星上最好的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有很大不同。在一个大气层富含氢的行星上，我们可能更可能发现由生命产生的DMS，而不是像地球上那样由植物和细菌产生的氧气。”。

考虑到在遥远的行星上寻找生命迹象的复杂性，一些人想知道研究人员的持续动机。

蔡说：“为什么我们一直在探索宇宙中寻找生命的迹象？想象一下，你晚上在约书亚树露营，听到了什么。你的本能是发光看看外面有什么。在某种程度上，这也是我们正在做的。”。