財聯社4月17日訊(編輯 瀟湘)在距離地球124光年外,科學家發現了迄今為止外星生命存在的最有力證據……
根據本周三發布在《天體物理學雜志通訊》上的一項最新研究,科學家利用詹姆斯·韋布空間望遠鏡(James Webb Space Telescope)獲得了一項可能具有里程碑意義的發現:在一顆系外行星的大氣層中探測到了地球上只有生物過程才會產生的一些氣體的“化學指紋”。
這兩種氣體分別是二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS),詹姆斯·韋布空間望遠鏡在一顆名為K2-18 b的行星大氣中發現了它們。在地球上,這兩種氣體僅由生物過程產生,主要是微生物活動,如海洋浮游植物——藻類。
研究人員表示,目前尚無已知的非生物過程,能夠產生如此大量的DMS和DMDS,這暗示該行星可能充滿微生物生命。但他們也強調這并非正式宣布發現生命體,而是一個可能的“生物標志”,仍需謹慎看待并更多觀測驗證。
盡管如此,他們還是表達了興奮之情。
劍橋大學天文研究所的天體物理學家Nikku Madhusudhan是發表在《天體物理學雜志通訊》上的這項研究的第一作者。他表示,“這是尋找太陽系外生命的一個變革性時刻,我們已經證明,利用現有設施探測潛在宜居行星的生物特征是可能的。我們已經進入了天體生物學觀測時代。”
K2-18 b
據悉,K2-18 b的質量是地球的8.6倍,直徑約為地球的2.6倍,位于獅子座方向距地球124光年的一顆紅矮星“宜居帶”(在這個距離上,行星表面可以存在液態水)內。
光年是光在一年中傳播的距離,即5.9萬億英里(9.5萬億公里)。在K2-18 b附近,還發現了另一顆圍繞這顆紅矮星運行的行星。
詹姆斯·韋布空間望遠鏡于2021年發射,2022年投入使用。它在早些時候的觀測中已發現了K2-18 b大氣層中存在甲烷和二氧化碳,這是首次在恒星宜居帶系外行星的大氣層中發現碳基分子。
自20世紀90年代以來,太陽系外已經發現了約5800顆行星,這些行星被稱為系外行星。科學家們假設存在一種被稱為 “氫海世界 ”(Hycean World)的系外行星——它表面被液態水海洋覆蓋,適合微生物居住,并且擁有富含氫氣的大氣層。
Madhusudhan表示,“目前唯一能解釋迄今為止從詹姆斯·韋布空間望遠鏡獲得的所有數據,包括過去和現在的觀測數據的情況是,K2-18 b是一個充滿生命的氫海行星。不過,我們仍需要保持開放的態度,繼續探索其他情況。”
Madhusudhan指出,“若存在氫海世界,我們討論的可能是類似地球早期海洋微生物的生命形式。”但關于復雜生命或智慧生命的問題,他表示,“現階段無法回答,基礎假設僅限于簡單微生物”。
離確認外星生命還有多遠?
為了確定系外行星大氣的化學成分,天文學家會從地球的角度分析行星經過其主恒星時發出的光,這被稱為凌日法。當行星凌日時,詹姆斯·韋布空間望遠鏡可以探測到恒星亮度的下降,并且一小部分星光會穿過行星大氣,然后才被望遠鏡探測到。這讓科學家能夠確定行星大氣的組成氣體。
DMS和DMDS同屬一個化學家族,被科學家視作重要的系外行星生物可能存在的特征。詹姆斯·韋布空間望遠鏡發現,該行星的大氣中存在其中一種或另一種氣體,或者可能兩種氣體都存在的置信度為99.7%(三西格瑪)。
這一置信度聽起來雖然很高,但仍不足以說服整個科學界——這意味著該觀測結果仍有0.3%的可能性是統計上的僥幸。按照嚴謹的科學標準,研究人員必須幾乎百分之百確信其結果正確、非偶然現象,這在科學上稱為“五西格瑪”,即99.99999%的把握。不過,相較于18個月前僅有“一西格瑪”(68%)的結果,此次發現的可信度已大幅提升,當時的結果曾受到學術界的高度質疑。
Madhusudhan表示,系外行星科學的 “圣杯 ”是在太陽系外的類地行星上找到生命的證據。幾千年來,我們人類一直在思考宇宙中 “是否只有我們”,而現在可能只需幾年就能在一個氫海行星上探測到可能的外星生命。
但Madhusudhan仍然敦促謹慎行事。他表示,“首先,我們需要重復觀察兩到三次,以確保我們看到的信號是穩健的,并提高探測的顯著性。其次,我們需要進行更多的理論和實驗研究,以確定是否存在另一種非生物機制(不涉及生物過程的機制)來制造像K2-18 b這樣的行星大氣中的DMS或DMDS。”
Madhusudhan表示,因此,這些發現對于這些觀察結果是否源于生命來說只是一個“很大的假設”,而且“過早地宣稱我們已經發現了(外星)生命,并不符合任何人的利益”。
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