在一項新發表于《天體物理學雜志快報》的研究中，一個由劍橋大學主導的天文學家團隊報告稱，在一顆名為K2-18b的遙遠系外行星的大氣中，探測到一種或多種可能由生命活動產生的分子。他們表示，這可能是迄今為止表明太陽系之外的行星上可能存在生命的最有力證據。

系外行星K2-18b的藝術構想圖。（圖/ESA/Hubble, M. Kornmesser）

然而，這一激動人心的發現也引來了許多科學家的質疑。他們指出，目前的數據還不足以作為外星生命存在的證據，必須保持科學上的審慎。

發現了什么？

K2-18b是一顆位于獅子座、距離地球約124光年（38秒差距）的系外行星，其質量為地球的8.6倍，半徑約為地球的2.6倍。早期觀測顯示，這顆行星的大氣中含有甲烷和二氧化碳。這是首次在“宜居帶”系外行星的大氣中檢測到含碳分子，暗示著它可能是一個被氫氣包裹的“海洋世界”，即所謂的海氫行星。

一顆“海氫行星”（擁有全球性水海洋和富氫大氣層的世界）圍繞紅矮星運行的藝術構想圖。（圖/A. Smith & N. Madhusudhan）

2023年，劍橋大學的研究團隊使用韋布空間望遠鏡（JWST）的近紅外儀器（NIRISS與NIRSpec）來觀測K2-18b，在0.8~5微米的波段中發現了二甲硫醚（DMS）的微弱信號。這是一種帶有刺鼻氣味的化合物，在地球上通常由細菌或浮游植物等生命形式產生。

為了驗證這一結果，他們進一步使用JWST的中紅外儀器（MIRI），在6~12微米的波段獲得了更清晰、強度更高的光譜信號。這次，他們不僅再次捕捉到DMS的跡象，還發現了與其密切相關的另一種分子——二甲基二硫（DMDS）。

JWST的MIRI儀器拍攝的K2-18b的透射光譜，可能表明其大氣中含有DMS和DMDS。（圖/A. Smith & N. Madhusudhan）

那么，研究人員是如何發現這些分子的？

當K2-18b凌星（掠過其母星前方）時，JWST所探測到恒星亮度會下降，并且一小部分星光在到達地球之前會穿過行星的大氣層。行星大氣中的不同分子會在不同波長吸收光，從而在光譜中留下獨特“指紋”。研究人員正是通過分析這些光譜特征，推斷出大氣中可能存在DMS和DMDS的。

不過，分析結果表明，K2-18b大氣中DMS和DMDS的濃度與地球上的非常不同，在地球上它們的體積通常低于十億分之一。在K2-18b上，它們的強度估計要高出數千倍——超過百萬分之十。

科學界為何持懷疑態度？

DMS和DMDS是同一化學家族的揮發性硫化合物，它們在所觀測的光譜區間內具有重疊的特征，理論上都可能被視為生物標志物。在地球上，這類分子主要由海洋浮游植物等微生物產生。

如果K2-18b大氣中的這些分子真的是由生命過程產生，這將是人類首次在地球之外捕捉到明確的生命化學信號——對地外生命探索而言，堪稱歷史性突破。

盡管研究結果振奮人心，但很多科學家指出，現階段仍不能斷言這是外星生命的證據，原因主要有三點：

1、K2-18b是否適宜生命仍不確定：這顆行星是否具備液態水，是否存在生物可生存的表面，目前尚無定論。一些模型顯示，K2-18b可能是極度貧瘠的，表面環境惡劣，不利于生命存在。

2、DMS和DMDS是否真的存在仍存爭議：當前光譜數據已接近JWST的靈探測極限。有研究人員重算2023年的數據后指出，所謂信號可能只是統計波動。不過，劍橋團隊反駁稱，信號偶然出現的概率僅為0.3%。

3、即便這些分子真的存在，也不一定來源于生命：在實驗室條件下，DMS可通過非生物過程合成。更早前，歐洲航天局的“羅塞塔”號就曾在一顆彗星中探測到DMS，而彗星顯然不是生命活動場所。

因此，科學家們普遍認為，我們目前對這些系外大氣的化學過程知之甚少。即使信號屬實，也必須在進一步排除所有非生物解釋后，才能將其視為生命存在的可能證據。

還需要更多探索

研究團隊正計劃開展更多理論建模和實驗，評估在假定環境下DMS和DMDS是否可能通過非生命途徑大量產生。同時，他們希望申請更多JWST的觀測時間，以提高數據的統計顯著性。

科學界也呼吁多組獨立研究團隊開展重復驗證，以避免單一研究結論帶來的誤導。

不論結果如何，這次觀測都標志著我們已經能夠對遙遠行星的大氣組成進行分子級解析，系外行星科學正步入一個新的技術時代。有了JWST及未來更強大的望遠鏡，人類正在向那個終極問題邁出關鍵一步：“我們在宇宙中是孤獨的嗎？”

#參考來源：

https://www.cam.ac.uk/stories/strongest-hints-of-biological-activity?ucam-ref=home-hero

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01264-z#ref-CR1

#圖片來源：

封面圖&首圖：ESA/Hubble, M. Kornmesser