周一 · 知古通今|周二 · 牧夫?qū)?/p>

周三 · 太空探索|周四 · 觀測指南

周五 · 深空探測|周六 · 茶余星話|周日 · 視頻天象

原作：Brandon Specktor

翻譯：黃詩欣

校譯：明睿

編排：關(guān)關(guān)

https://www.livescience.com/space/extraterrestrial-life/did-the-james-webb-telescope-really-find-evidence-of-alien-life-heres-the-truth-about-exoplanet-k2-18b

最近，一項研究顯示系外行星K2-18b可能存在外星生命跡象，卻遭到了科學(xué)界的質(zhì)疑。詹姆斯·韋布太空望遠鏡究竟觀察到了什么？讓我們揭開這場爭論背后的真相——

一位藝術(shù)家為系外行星K2-18b所畫的插圖。這顆星球上會有生物圈嗎？ （圖片來源：A. Smith、N. Madhusudhan（劍橋大學(xué)））

目前，全宇宙最“火”的行星非K2-18b莫屬。它是一顆有“宜居潛力”的行星，圍繞著獅子座一顆紅色的小型恒星旋轉(zhuǎn)。這顆神秘的行星距離地球124光年，永遠不會有人類造訪——但詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST）最近的觀測結(jié)果暗示，外星生命可能已經(jīng)在星球上那廣闊溫暖的海洋中繁衍生息。

在4月17日發(fā)表的一項由劍橋大學(xué)牽頭的研究中，科學(xué)家稱他們利用韋布太空望遠鏡在這顆行星的大氣層中發(fā)現(xiàn)了疑似的生命跡象。報告稱，這是迄今為止“最有希望”的地外生命證據(jù)。然而，自該研究發(fā)表以來的一周內(nèi)，越來越多的科學(xué)家已經(jīng)開始反駁這一重大論斷。

加州大學(xué)河濱分校天體生物學(xué)助理教授埃迪·施維特曼（Eddie Schwieterman）并未參與這項研究，但他指出，“這項發(fā)現(xiàn)的統(tǒng)計學(xué)意義微乎其微，有一些論點站不住腳。”

“差不多可以確定這些不是什么生命體的跡象。”亞利桑那大學(xué)天體生物學(xué)家泰莎·費舍爾（Tessa Fisher）也這么說，她同樣沒有參與這項研究。

那么，詹姆斯·韋布太空望遠鏡在K2-18b上究竟發(fā)現(xiàn)了什么？我們距離解開“外星人是否存在”這個終極天文謎題還有多遠？

韋布太空望遠鏡在K2-18b上發(fā)現(xiàn)了什么？

與哈勃等光學(xué)望遠鏡不同，韋布太空望遠鏡無法直接對行星表面成像；相反，它的紅外儀器能檢測被行星大氣中的分子吸收或重新發(fā)射的光線，以此來尋找行星大氣中的生命跡象或生物特征。此過程產(chǎn)生的光圖（稱為光譜）可以揭示行星大氣的成分，從而提供有關(guān)行星表面的環(huán)境信息。

在這項由劍橋大學(xué)牽頭的新研究中，科學(xué)家利用詹姆斯·韋布太空望遠鏡的中紅外儀器（MIRI）對K2-18b的大氣進行了探測，并捕捉到兩種含硫分子的痕跡，即二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）。據(jù)我們所知，這些化合物在地球上僅由浮游植物等微觀生命形式產(chǎn)生。科學(xué)家目前尚不清楚DMS是否可以通過某種自然機制產(chǎn)生，需要大量測試才能證明。

本次研究也與該團隊之前的發(fā)現(xiàn)遙相呼應(yīng)。他們在2023年使用兩臺不同的韋布望遠鏡儀器進行了早期觀測，結(jié)果都顯示該行星大氣中可能存在DMS。

基于K2-18b光譜創(chuàng)作的一幅藝術(shù)畫。從中可以看出，該行星可能是一個沒有生命的熔巖世界。（圖片來源：Alex Boersma）

雖然該團隊承認他們對自己的研究結(jié)果“深表懷疑”，但同時也宣稱這是迄今為止地外生命存在“最有希望”的證據(jù)，并描繪了一幅可能“充滿生命”的海洋行星圖景（其他研究則認為，K2-18b的海洋實際上是由巖漿構(gòu)成的）。

該研究的第一作者、劍橋大學(xué)天體物理學(xué)教授尼庫·馬杜蘇丹（Nikku Madhusudhan）強調(diào)，K2-18b 上尚未確定發(fā)現(xiàn)了任何外星生命。

“我們并沒有宣稱這一點，”他聲明，“但在最好的情況下，這顆星球上確實有可能存在生命。”

該團隊的DMS探測達到了統(tǒng)計學(xué)上的3西格瑪水平，也就是說，這一結(jié)果是偶然出現(xiàn)的可能性低于0.3%，但仍遠低于驗證科學(xué)結(jié)果所需的5西格瑪水平。

針對“夸大了研究意義”之類的批評，馬杜蘇丹表示，了解這項研究的進展與公眾的利益相符合。

“這項研究是納稅人付的錢，他們有理由知道事情發(fā)展得怎么樣了。”馬杜蘇丹補充道。“如果我們要把機器人送上火星，我們不會等到它在火星上找到生命后才公開這件事。在它上火星的時候我們就會對外宣布，大家就會對可能存在的火星生命有所期待。我們這次的研究也是同樣的道理。”

“缺乏有力證據(jù)”

目前，公眾所能了解到的只有劍橋團隊的研究成果。據(jù)美國國家公共電臺 (NPR)報道，該團隊基于其研究成果的完整MIRI 數(shù)據(jù)集于4月27日公開，屆時外部研究人員可以開始梳理這些數(shù)據(jù)并給予專業(yè)回應(yīng)。

與此同時，多位研究人員已嘗試使用他們自己的數(shù)據(jù)模型來重現(xiàn)這些結(jié)果，但卻沒有成功。

今年1月，另一個科學(xué)家團隊使用與2023年研究中相同的韋布太空望遠鏡儀器對K2-18b的大氣進行了獨立分析。研究人員表示，該團隊沒有發(fā)現(xiàn)“統(tǒng)計學(xué)上顯著或可靠的證據(jù)”來證明K2-18b存在DMS。

4月22日，牛津大學(xué)天體物理學(xué)家杰克·泰勒（Jake Taylor）用一種在系外行星研究中常用的簡單數(shù)據(jù)模型重新分析了劍橋大學(xué)研究中的望遠鏡光譜，但也沒有發(fā)現(xiàn)DMS的蹤跡。

K2-18b 的透射光譜表明它可能含有痕量的二甲基硫醚或二甲基二硫醚，但不含這些分子的衰變產(chǎn)物。（圖片來源：A. Smith、N. Madhusudhan（劍橋大學(xué)））

泰勒在論文中寫道：“沒有強力證據(jù)表明K2-18b的MIRI透射光譜中檢測到了DMS的光譜特征。”

僅從劍橋團隊的研究來看，施維特曼也認為不太能就這樣宣稱K2-18b上存在生命蹤跡。

“當DMS與恒星發(fā)出的紫外線相互作用時，它會分裂成不同的成分，然后重新形成其他分子，例如乙烷（C2H6）和乙烯（C2H4），”施維特曼說。“令人疑惑的是，該研究沒有檢測到這些氣體分子，但它們通常會一起出現(xiàn)。”

接下來要做什么？

包括劍橋團隊在內(nèi)的科學(xué)家們一致認為，要解開這個謎團，需要繼續(xù)對K2-18b進行觀測。也就是說，研究人員必須用韋布太空望遠鏡觀測這顆行星在其恒星前方掠過時的運行軌跡。

幸運的是，這種現(xiàn)象幾乎每月都會發(fā)生，K2-18b 每33天就會完成一次凌星。馬杜蘇丹表示，對于望遠鏡來說，預(yù)留更多時間觀測這些凌星應(yīng)該“輕而易舉”。

“一次凌日大約需要八個小時，”馬杜蘇丹補充道。“只需要用韋布太空望遠鏡觀察大約16到24個小時左右，而它每年的觀測時間高達數(shù)千小時。”

施維特曼表示，如果接下來的觀測能夠增強DMS的統(tǒng)計學(xué)顯著性，那么下一步就是要發(fā)揮一下創(chuàng)造性思維，在地球上做一些嚴謹?shù)膶嶒灒瑏碜C明這種分子并非由某種未知的自然過程產(chǎn)生。最后，科學(xué)家們需要觀察類似于K2-18b的行星，以確定DMS是否為宇宙中常見的跡象。

責任編輯：DAIKIN

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號：astronomycn

Mars in the Loop
Image Credit & Copyright: Tunc Tezel (TWAN)

謝謝閱讀