韦伯望远镜探测到遥远星球上可能存在生命的迹象

2025-05-06 08:23来源:本站编辑

根据一份分析美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜观测结果的报告,一颗遥远行星的大气层显示出地球上只与生物活动有关的分子迹象,这可能是一个被怀疑是水的世界上存在生命的信号。

发表在《天体物理学杂志通讯》(Astrophysical Journal Letters)上的同行评议报告提出了更多的问题,而不是答案,承认了许多不确定性,也没有宣布发现了地球外的生命,这是从未被最终发现的东西。

然而,作者确实声称已经找到了迄今为止在远离太阳系的行星上可能存在“生物特征”的最佳证据。

这颗被称为K2-18b的行星距离我们124光年,围绕一颗红矮星运行。

早期的观测表明,它的大气层与全球海洋的存在是一致的。据称检测到的分子是二甲基硫化物(DMS)。

在地球上,它是由海洋浮游植物和其他微生物的腐烂产生的,没有其他已知的来源。天文学家希望进一步观察这颗行星,以加强这种分子存在的证据。

这篇新论文的第一作者、英国剑桥大学(University of Cambridge)天体物理学家Nikku Madhusudhan在一次新闻发布会上反复敦促记者在描述这项新研究时要谨慎。但他的警告包含了更戏剧性的声明。

Madhusudhan说,这种可能的生物特征检测可能是“科学史上最大的里程碑之一”。

他补充说:“这是人类第一次在宜居带行星的大气中看到生物特征分子——潜在的生物特征分子,这是地球上的生物特征。”

宜居带或“金发姑娘”带是指与恒星的距离,可以使水在行星表面保持液态。

K2-18b位于我们的银河系内,任何望远镜都无法将其视为一个独立的天体。但从地球上看,它有一个偶然的轨道,穿过它的母恒星。

这样的凌日现象使星光变得非常微弱,这就是许多系外行星被发现的原因。凌日现象也改变了恒星光谱的模式,如果用韦伯这样先进的望远镜上的仪器观察的话,可以揭示行星大气的组成。

2023年,Madhusudhan和他的同事报告说,韦伯望远镜上的两台仪器在K2-18b的大气中检测到二氧化碳和甲烷,以及DMS的迹象。

去年4月,他的团队使用韦伯的中红外仪器对这颗行星进行了额外的8小时观测。由此得出的数据增强了他们对DMS或几乎相同的分子二甲基二硫(DMDS)存在的信心,或者可能两者都存在。

这篇论文将这一结果描述为“在寻找系外行星上生命特征的过程中向前迈出的重要一步”,但它补充说,加强这一发现将需要“在观测、理论和实验等多个方向上的专门社区努力”。

剑桥大学在一份声明中说:“虽然未知的化学过程可能是K2-18b大气中这些分子的来源,但这一结果是迄今为止最有力的证据,证明我们太阳系外的行星上可能存在生命。”

即使进一步的观察加强了K2-18b的大气中含有DMS的情况,科学界可能还需要更多的证据来证明这是一个真正的生物特征,而不是一个非生物起源的东西。

在729万亿英里(1173万亿公里)外的一颗行星的空气中瞥见的一个分子是一根薄芦苇,它将成为外星生命的历史性发现。

韦伯望远镜是美国国家航空航天局(Nasa)与欧洲和加拿大的太空机构之间的一项国际合作项目,但这些机构并没有寻求对新发现的报道,这表明科学界希望在谈论可能存在的外星生命之前看到更多的数据和有力的证据。

美国宇航局没有对这篇论文发表评论,而是提供了一份关于韦伯寻找生物特征的声明。

寻找“生物特征,或仅由生命产生的气体,对韦伯来说是具有挑战性的-这需要对单个行星进行数十到数百小时的观测时间,由于恒星和行星大气层随着时间的推移而演变,结果可能不是决定性的,韦伯可以搜索行星轨道相对不适宜居住的恒星,”美国宇航局说。

声明还说:“在宇宙的其他地方寻找生命也将是一个过程,探测到一个潜在的生物特征并不意味着发现了生命。”

几十年来,对地外生命的探索出现了许多误报。

20世纪初,天文学家珀西瓦尔·洛厄尔向世界保证,火星上到处都是运河。

1976年,在美国宇航局的海盗号着陆器上进行的一项实验显示了可能存在微生物活动的诱人迹象,但其他测试表明,火星表面似乎是无菌的。

关于外星飞船访问地球的报道,是许多轻信的媒体报道和国会听证会的主题,带有一点废话,总是在科学方法的无情地盘上坠毁。

天体物理学家、系外行星研究的领军人物萨拉·西格(Sara Seager)在一封电子邮件中说,在更广泛的科学界接受他们确实发现了一种生物特征之前,研究K2-18b的天文学家需要回答三个基本问题。

“这个信号是真的吗?”它是否正确地归因于所提议的气体,或者其他气体是否会产生相同的特征?没有生命也能产生气体吗?”

她说,即使前两个问题得到了令人满意的回答,第三个问题“可能永远无法完全解决系外行星提供的有限数据”。

她的底线评估是:“这还不是一个生物特征,但这是一个及时的提示,可以提高我们的方法和期望。”

Madhusudhan告诉记者,K2-18b上含有丰富的DMS,除了通过生物过程外,目前还没有已知的化学机制来产生这种分子。

该报告的合著者、太空望远镜科学研究所的博士后研究员曼斯·霍尔姆伯格说:“要么我们正在研究一种我们以前从未见过的新化学过程……要么我们正在见证地球以外生物活动的第一个迹象。”

太阳系中可能隐藏着生命,比如火星表面下或木星或土星的冰层卫星上。美国宇航局的“木卫二快船”宇宙飞船于10月发射升空,这将是一项为期多年的研究木星卫星的任务。据信,木卫二有一个地下海洋,其水量与地球上所有海洋的水量一样多。

生命利用宇宙中常见的元素。现在已知的行星非常多,恒星可以作为可靠的能源燃烧数十亿年。宇宙可能为生命的存在做好了准备。

第一批太阳系外的行星是在30年前被发现的,从那时起,天文学家已经发现了数千颗行星。

K2-18b于2015年首次被美国宇航局的开普勒太空望远镜发现。这颗行星绕它的母恒星公转一周的时间只有33天,母恒星是一颗相对较冷的小红矮星。这颗行星的直径大约是地球的2.5倍。

K2-18b围绕恒星的轨道位于其行星系的宜居带内,这使得它与太阳的距离约为地球距离的七分之一。

霍姆伯格说,韦伯望远镜的观测表明,它有富含氮的大气层,液态海洋比我们星球上的任何海洋都深得多。这样的行星被称为海洋世界。Hycean是“氢”和“海洋”的合成词。

“这个系统的一切都很陌生。我们在太阳系中没有任何类似的东西,”霍尔姆伯格说。

他的团队希望韦伯望远镜能有更多的观测时间,以加强DMS探测是真实的。

除了K2-18b上是否有生命的问题之外,还有一个更具有推测性的问题,那就是生命可能以什么形式存在。在地球上,在像蛤这样复杂的生物出现之前,生命一直保持单细胞状态达几十亿年之久。K2-18b大约有24亿年的历史。

剑桥大学(University of Cambridge)的生物学家艾米丽·米切尔(Emily Mitchell)没有参与这篇新论文,但与该论文的作者合作。她说,K2-18b比地球更温暖,那里的生命进化过程可能比地球上的更快。

她说,这并不意味着存在鱼、螃蟹或鲨鱼,但地球上可能存在相对复杂的微生物。

米切尔说:“这是非常非常具有推测性的。“但我们的模型与复杂的浮游植物是一致的。”

寻找生物特征可能仍然是一项充满模糊性的努力。决定性的发现可能是独角兽。

米切尔说:“永远不会有一种生物特征让每个人都说,是的,我们都同意,绝对是生命。”“任何一个签名都会引起争论。”

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