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過時,恒星光線穿透行星大氣層,在形成的"光指紋"中,科學家意外發現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的氣體,此刻卻出現在遙遠星系的行星大氣中,引發了科學界對地外生命的熱烈討論。
這場發現并非一帆風順。2023年劍橋大學團隊首次在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·霍普金斯大學施密特團隊重新分析數據后,甚至完全否定了生物標志物的存在,認為可能是統計波動造成的假象。這種爭議在科學探索中并不罕見——2015年冥王星冰層下的液態海洋信號、2020年金星大氣中的磷化氫痕跡,都曾因證據不足成為未解之謎。
傳統觀測技術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,科學家們如同透過毛玻璃觀察世界,分辨率不足導致背景噪聲掩蓋了關鍵信號。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據。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。
凌日光譜分析技術在這場發現中扮演了關鍵角色。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。為確保數據準確,研究團隊進行了嚴格的儀器校準——某次觀測中發現0.02個波長單位的數據偏差,經過三天排查才發現是望遠鏡遮光罩輕微移位導致的雜散光干擾。
目前的研究結果達到了"三西格瑪"置信度,意味著有99.7%的概率不是偶然誤差。但科學界公認的"確鑿證據"標準是"五西格瑪"(99.99994%置信度)。質疑者指出,科羅拉多大學化學家布朗的實驗表明,非生物過程同樣能產生二甲基硫,這種物質甚至在彗星上也有發現。不過這項發現仍具有突破性意義: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海洋,大氣層富含氫氣,這與理論中可能孕育生命的環境模型高度吻合。
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"顯著提升了結果的可信度。劍橋大學研究團隊表示,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"的統一定義,只能基于地球生命的特征進行推測。但這次發現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象,也為未來的研究指明了方向。現在,所有目光都聚焦在韋布望遠鏡的后續觀測上——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界為之振奮。











