深夜,當大多數人沉浸在夢鄉時,天文學家李然正緊盯著電腦屏幕,逐幀分析詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)傳回的最新數據。突然,一組異常的光譜峰躍入眼簾——在獅子座方向、距離地球約124光年的系外行星K2-18b的大氣中,竟檢測到了二甲基硫醚(DMS)的微弱信號。這種在地球上主要由海洋浮游植物產生的化合物,此刻卻出現在一顆遙遠的行星上,讓李然忍不住揉了揉發酸的眼睛。
K2-18b并非首次進入科學家的視野。早在2015年,開普勒太空望遠鏡就發現了這顆行星,后續的哈勃望遠鏡觀測曾在其大氣中檢測到水蒸氣,但關于其他成分的爭論始終未停。有人認為存在甲烷,也有人提出異議。此次,劍橋大學團隊利用JWST更長波段的光譜數據,終于捕捉到了更清晰的分子特征。盡管置信度僅略高于3σ(科學界通常要求5σ以上確認發現),但這已是目前最可靠的證據。
這顆行星的特殊性在于其矛盾的物理特征:質量約為地球的8.6倍,半徑卻僅比地球大2.6倍。科學家推測,它可能是一顆“氫海行星”——表面覆蓋著由液態水構成的深海,上方包裹著厚達數萬公里的氫氣大氣層。這種結構在太陽系中并無對應,卻為生命存在的可能性提供了新的想象空間。“如果深海中存在類似地球早期微生物的生物,它們或許正通過化學合成獲取能量。”參與研究的劍橋大學天體生物學家艾米麗·陳推測道。不過,她也謹慎地補充:“二甲基硫醚也可能由地質活動產生,比如火山噴發或巖石與大氣的相互作用。”
與K2-18b形成鮮明對比的是另一顆系外行星55 Cancri e。這顆巖石行星距離其恒星僅0.0156天文單位(約地球到太陽距離的1/65),表面溫度超過2000℃,大氣中富含一氧化碳和二氧化碳,堪稱“巖漿海洋世界”。而K2-18b則幸運地位于其恒星的宜居帶內,表面溫度預計在0℃至40℃之間,為液態水的存在提供了可能。
探測系外行星大氣并非易事。科學家需等待行星從恒星前方經過(即“凌星”現象),再分析恒星光線穿過行星大氣時被吸收或散射的痕跡。這一過程猶如通過鑰匙孔觀察屋內,且需排除恒星自身活動、儀器噪聲等干擾。JWST的靈敏度較哈勃望遠鏡提升了百倍以上,才能捕捉到如此微弱的分子信號。“即便如此,我們仍無法確定K2-18b是否有固態表面。”李然解釋道,“它可能像海王星一樣完全由氣體構成,也可能擁有深海。”
目前,科學界對“生命信號”的定義仍存在爭議。多數研究者認為,需同時檢測到氧氣、甲烷和臭氧的強烈信號,才能排除非生物過程的干擾。二甲基硫醚雖與生物活動相關,但單一分子不足以作為確鑿證據。“這更像是一個有趣的線索,而非結論。”美國宇航局(NASA)系外行星探索項目負責人馬克·馬里森評價道,“但它在宜居帶行星上的出現,無疑激發了我們的想象力。”
隨著JWST持續傳回數據,天文學家正計劃對K2-18b進行更長期的觀測。或許在不久的將來,人類能在這顆遙遠的行星上,找到更多關于生命起源的答案。而此刻,李然已開始整理下一批數據——在浩瀚的宇宙中,類似的“可疑線索”或許正等待著被發現。











