在浩瀚宇宙中,距離地球124光年的獅子座方向,詹姆斯·韋布空間望遠鏡捕捉到一組令人費解的光譜信號。當系外行星K2-18b從其宿主恒星前方經(jīng)過時,恒星光線穿透行星大氣層,在形成的"光指紋"中,科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)了二甲基硫和二甲基二硫的分子特征。這兩種在地球上與生命活動密切相關(guān)的氣體,此刻卻出現(xiàn)在遙遠星系的行星大氣中,引發(fā)了科學(xué)界對地外生命的熱烈討論。
這場發(fā)現(xiàn)并非一帆風(fēng)順。2023年劍橋大學(xué)團隊首次在K2-18b大氣中檢測到甲烷和二氧化碳時,就曾隱約捕捉到二甲基硫的微弱信號,但因強度不足未能確認。美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)施密特團隊重新分析數(shù)據(jù)后,甚至完全否定了生物標志物的存在,認為可能是統(tǒng)計波動造成的假象。這種爭議在科學(xué)探索中并不罕見——2015年冥王星冰層下的液態(tài)海洋信號、2020年金星大氣中的磷化氫痕跡,都曾因證據(jù)不足成為未解之謎。
傳統(tǒng)觀測技術(shù)的局限性是爭議的重要根源。此前使用哈勃望遠鏡進行系外行星大氣研究時,科學(xué)家們?nèi)缤高^毛玻璃觀察世界,分辨率不足導(dǎo)致背景噪聲掩蓋了關(guān)鍵信號。2021年韋布望遠鏡升空后,情況有所改善,但初期使用近紅外儀器觀測K2-18b時仍未能獲得清晰數(shù)據(jù)。直到改用中紅外儀器在全新波段進行觀測,才成功捕捉到這些爭議性的分子特征。
凌日光譜分析技術(shù)在這場發(fā)現(xiàn)中扮演了關(guān)鍵角色。當K2-18b掠過恒星表面時,恒星光線穿過行星大氣層,不同氣體分子會吸收特定波長的光,形成獨特的"吸收光譜"。科學(xué)家通過分析這些被吸收的光線波長,就能推斷大氣成分。為確保數(shù)據(jù)準確,研究團隊進行了嚴格的儀器校準——某次觀測中發(fā)現(xiàn)0.02個波長單位的數(shù)據(jù)偏差,經(jīng)過三天排查才發(fā)現(xiàn)是望遠鏡遮光罩輕微移位導(dǎo)致的雜散光干擾。
目前的研究結(jié)果達到了"三西格瑪"置信度,意味著有99.7%的概率不是偶然誤差。但科學(xué)界公認的"確鑿證據(jù)"標準是"五西格瑪"(99.99994%置信度)。質(zhì)疑者指出,科羅拉多大學(xué)化學(xué)家布朗的實驗表明,非生物過程同樣能產(chǎn)生二甲基硫,這種物質(zhì)甚至在彗星上也有發(fā)現(xiàn)。不過這項發(fā)現(xiàn)仍具有突破性意義:K2-18b作為"氫海行星",體積是地球的2.6倍,表面可能覆蓋著液態(tài)海洋,大氣層富含氫氣,這與理論中可能孕育生命的環(huán)境模型高度吻合。
更令人振奮的是,這次檢測到的信號是通過兩種不同儀器、在不同波段獨立觀測獲得的,這種"交叉驗證"顯著提升了結(jié)果的可信度。劍橋大學(xué)研究團隊表示,再進行16至24小時的追加觀測,或許就能達到科學(xué)界認可的"五西格瑪"標準。如果這些氣體確實源自生命活動,可能是類似地球浮游植物的微生物在K2-18b海洋中制造硫化物,但也不排除存在完全不同于地球生命形式的可能性——畢竟地球上的極端微生物能在火山口、冰層下等極端環(huán)境中存活,宇宙中的生命可能性或許遠超人類想象。
NASA專家指出,人類目前甚至沒有對"生命"的統(tǒng)一定義,只能基于地球生命的特征進行推測。但這次發(fā)現(xiàn)無疑為地外生命探索點亮了一盞明燈,即使最終證實只是自然現(xiàn)象,也為未來的研究指明了方向。現(xiàn)在,所有目光都聚焦在韋布望遠鏡的后續(xù)觀測上——或許再過幾個月,人類就將首次真正觸碰到外星生命的邊緣,這種期待感讓整個科學(xué)界為之振奮。