在浩瀚宇宙中,距离地球124光年的狮子座方向,詹姆斯·韦布空间望远镜捕捉到一组令人费解的光谱信号。当系外行星K2-18b从其宿主恒星前方经过时,恒星光线穿透行星大气层,在形成的"光指纹"中,科学家意外发现了二甲基硫和二甲基二硫的分子特征。这两种在地球上与生命活动密切相关的气体,此刻却出现在遥远星系的行星大气中,引发了科学界对地外生命的热烈讨论。
这场发现并非一帆风顺。2023年剑桥大学团队首次在K2-18b大气中检测到甲烷和二氧化碳时,就曾隐约捕捉到二甲基硫的微弱信号,但因强度不足未能确认。美国约翰斯·霍普金斯大学施密特团队重新分析数据后,甚至完全否定了生物标志物的存在,认为可能是统计波动造成的假象。这种争议在科学探索中并不罕见——2015年冥王星冰层下的液态海洋信号、2020年金星大气中的磷化氢痕迹,都曾因证据不足成为未解之谜。
传统观测技术的局限性是争议的重要根源。此前使用哈勃望远镜进行系外行星大气研究时,科学家们如同透过毛玻璃观察世界,分辨率不足导致背景噪声掩盖了关键信号。2021年韦布望远镜升空后,情况有所改善,但初期使用近红外仪器观测K2-18b时仍未能获得清晰数据。直到改用中红外仪器在全新波段进行观测,才成功捕捉到这些争议性的分子特征。
凌日光谱分析技术在这场发现中扮演了关键角色。当K2-18b掠过恒星表面时,恒星光线穿过行星大气层,不同气体分子会吸收特定波长的光,形成独特的"吸收光谱"。科学家通过分析这些被吸收的光线波长,就能推断大气成分。为确保数据准确,研究团队进行了严格的仪器校准——某次观测中发现0.02个波长单位的数据偏差,经过三天排查才发现是望远镜遮光罩轻微移位导致的杂散光干扰。
目前的研究结果达到了"三西格玛"置信度,意味着有99.7%的概率不是偶然误差。但科学界公认的"确凿证据"标准是"五西格玛"(99.99994%置信度)。质疑者指出,科罗拉多大学化学家布朗的实验表明,非生物过程同样能产生二甲基硫,这种物质甚至在彗星上也有发现。不过这项发现仍具有突破性意义:K2-18b作为"氢海行星",体积是地球的2.6倍,表面可能覆盖着液态海洋,大气层富含氢气,这与理论中可能孕育生命的环境模型高度吻合。
更令人振奋的是,这次检测到的信号是通过两种不同仪器、在不同波段独立观测获得的,这种"交叉验证"显著提升了结果的可信度。剑桥大学研究团队表示,再进行16至24小时的追加观测,或许就能达到科学界认可的"五西格玛"标准。如果这些气体确实源自生命活动,可能是类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——毕竟地球上的极端微生物能在火山口、冰层下等极端环境中存活,宇宙中的生命可能性或许远超人类想象。
NASA专家指出,人类目前甚至没有对"生命"的统一定义,只能基于地球生命的特征进行推测。但这次发现无疑为地外生命探索点亮了一盏明灯,即使最终证实只是自然现象,也为未来的研究指明了方向。现在,所有目光都聚焦在韦布望远镜的后续观测上——或许再过几个月,人类就将首次真正触碰到外星生命的边缘,这种期待感让整个科学界为之振奋。