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困惑的光譜信號。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形成的“光指紋”中,出現了二甲基硫和二甲基二硫的分子痕跡。這兩種氣體在地球上幾乎僅由生物活動產生,但在遙遠的外星環境中,它們的存在卻成為科學界難以解釋的謎題。
這一發現讓人聯想到科學史上類似的未解之謎。2015年,冥王星冰層下檢測到液態海洋的信號;2020年,金星大氣中發現磷化氫的痕跡,這些發現都曾引發科學界的熱烈討論,但最終因證據不足而成為懸案。如今,K2-18b的信號是重蹈覆轍,還是將開啟新的科學篇章?目前尚無定論。
2023年,劍橋大學的研究團隊首次在K2-18b的大氣光譜中,檢測到甲烷和二氧化碳信號中微弱的二甲基硫痕跡。然而,這一信號極其微弱,幾乎難以確認。隨后,美國約翰斯·霍普金斯大學的施密特團隊重新分析數據,認為這些信號可能只是統計波動造成的假象,否定了生物標志物的存在。
兩種截然不同的結論,暴露了當前觀測技術的局限性。此前,科學家使用哈勃望遠鏡研究系外行星大氣時,分辨率較低,背景噪聲容易掩蓋關鍵信號。2021年,韋布望遠鏡投入使用后,情況有所改善,但在初期使用近紅外儀器觀測K2-18b時,數據依然模糊。直到研究團隊改用中紅外儀器,在新的波段重新觀測,這些爭議性的分子特征才逐漸顯現。
凌日光譜分析技術是此次觀測的關鍵工具。當K2-18b從恒星前方經過時,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”。為了確保這些光譜信號的準確性,研究團隊付出了巨大努力。在一次觀測中,他們發現0.02個波長單位的偏差,這一微小誤差可能導致所有數據失效。經過三天排查,團隊發現是望遠鏡遮光罩輕微移位導致的雜散光干擾,最終解決了問題。
當前最核心的問題是:這些信號能否作為生命存在的證據?目前的數據達到了“三西格瑪”置信度,意味著有99.7%的概率不是偶然誤差。然而,科學界對“確鑿證據”的要求是“五西格瑪”置信度,即99.99994%的確定性,兩者之間仍存在巨大差距。
更復雜的是,非生物過程也可能產生類似信號。科羅拉多大學的布朗通過實驗證明,無需生命參與即可生成二甲基硫,甚至在彗星上也發現過這種物質。K2-18b本身也充滿爭議。它的質量是地球的8.6倍,體積是地球的2.6倍,有人認為它更像氣態的海王星,缺乏固體表面,所謂的“宜居帶”可能并不存在。
不過,K2-18b也帶來了令人興奮的可能性。科學家懷疑它是一顆“氫海行星”,大氣層富含氫氣,下方可能覆蓋著廣闊的液態海洋,這與理論中可能孕育生命的環境模型高度吻合。更重要的是,此次信號是通過兩種不同儀器、在不同波段獨立觀測到的,這種“交叉驗證”大大提高了結果的可信度。劍橋團隊表示,再進行16到24小時的追加觀測,或許就能達到“五西格瑪”標準,這一消息讓科學界充滿期待。
如果這些氣體確實來自生命活動,它們可能是怎樣的存在?或許是類似地球浮游植物的微生物,在深海中默默制造硫化物;也可能是一種完全不同于地球生命的形式。畢竟,地球上的極端微生物能在火山口、冰層下存活,宇宙的生命形式可能遠超我們的想象。反之,如果最終證實這些信號只是自然現象,NASA的專家指出,人類甚至尚未對“生命”形成統一定義,目前的發現仍為未來的研究提供了重要方向。
科學研究往往充滿曲折。2019年,哈勃望遠鏡首次觀測K2-18b時,曾誤以為發現了水蒸氣,后來才確認是甲烷。如今,韋布望遠鏡仍在持續監測K2-18b,每一組新數據都可能帶來新的反轉。
或許幾個月后,我們將得到更明確的答案;或許這個謎題還需要數年甚至數十年才能解開。但當我們凝視那些跳動的光譜信號時,仿佛能感受到宇宙在悄悄傳遞著某種信息。那些遙遠星球上的“沉默證人”,終有一天會通過這些分子痕跡,告訴我們:人類是否真的是宇宙中的唯一?這場跨越124光年的探索,才剛剛拉開序幕。