124光年外的“生命之气”?一颗行星正挑战我们的永恒孤独!

2023年9月,美国宇航局戈达德太空飞行中心的科学家们屏住呼吸,反复核对着屏幕上那条来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的光谱曲线。在距离我们124光年的狮子座方向,一颗名为K2-18b的系外行星大气中,除了早已预期的甲烷和二氧化碳之外,竟出现了一个极其微弱的信号——二甲基硫醚的指纹。在地球上,这种分子只有一个已知来源:生命,尤其是海洋中的浮游植物。

詹姆斯·韦伯太空望远镜的主镜特写,金色六边形镜面映衬深邃太空,象征人类目光的极限延伸

K2-18b本身就是一个“非典型”存在。它的质量约为地球的8.6倍,体积是地球的2.6倍,并非传统的岩石行星,更像是一颗包裹在厚厚氢气大气层下的“水世界”。它围绕着一颗红矮星运转,恰好落在所谓“宜居带”的黄金区间内。此前,哈勃望远镜已在其大气中探测到水蒸气,而韦伯凭借前所未有的红外灵敏度,在短短两次凌星观测中,就将大气成分的辨识推进到了前所未见的精度。

艺术家绘制的系外行星K2-18b概念图,被厚重大气包裹的海洋世界,其恒星在背景中发出暗红色光芒

真正的震撼来自于光谱仪上的那组微小凹陷。数据分析由剑桥大学团队主导,当算法把恒星穿过行星大气层时留下的吸收谱线逐条剥离后,二甲基硫醚的特征谱线顽强地浮现了出来,信噪比达到了初步确认的门槛。在地球环境中,二甲基硫醚是海洋生物排放的主要硫化物,构成了我们熟悉的“海腥味”的核心成分。这意味着,如果该信号最终被证实,那么韦伯望远镜刚刚“闻到”的,很可能是一个外星海洋中活生生的生态系统的呼吸。

韦伯望远镜NIRISS仪器获取的K2-18b大气透射光谱图

然而科学必须克制。研究团队在《天体物理学杂志快报》上反复强调,这仅仅是一个“可能的”检测。这颗行星表面温度可能极高,氢气大气导致的温室效应或将使其海洋沸腾至超过熔点,变成一个黑暗的高压液态水球,这与地球生命的生存环境相去甚远。二甲基硫醚也可能存在非生物合成路径,目前已知的光化学或地质过程都无法彻底排除其可能性。韦伯仍需更多个凌星周期的观测,才能让这个信号从“暗示”走向“证据”。

卫星拍摄的地球海洋浮游植物大爆发照片,翠绿色与蓝色海水旋绕,标注这是二甲基硫醚的主要来源

无论最终结果如何,K2-18b已经改写了我们寻找地外生命的范式。人类的目光不再局限于与地球一模一样的岩石行星,那些被氢气海洋覆盖的亚海王星,同样被纳入了生命探索的核心版图。这是一场耐心的拉锯战,每一次曝光,都在一点点拆解着“我们是否孤独”这个古老问题所包裹的厚重帷幕。或许在不远的将来,当积累的数据量足够时,我们将不得不面对一个认知上的剧烈震荡:生命的气味,正从124光年外,穿透星际尘埃,被我们悄然捕获。

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