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news.sciencenet.cn 2025/4/17 15:16
剑桥团队在系外行星K2-18b发现气体证据
对于太阳系外行星K2-18b的生命存在迹象，英国剑桥大学一个团队的研究有了新的发现。
据英国广播公司（BBC）17日报道，剑桥大学团队正在对K2-18b行星的大气展开研究，在其中探测到了一些分子特征，这些特征在地球上仅由简单的生命体产生。该研究已发表于《天体物理学快报》（The Astrophysical Journal Letters）。
这是美国国家航空航天局詹姆斯·韦布太空望远镜第二次在该行星大气中探测到与生命相关的化学物质，也被认为是更有希望有所发现的一次探测。
然而，该剑桥大学团队和其他天文学家都强调，还需要更多数据来证实这些结果。剑桥大学天文研究所的首席研究员马杜苏丹（Nikku Madhusudhan）教授表示，他希望很快获得决定性的证据。“这是迄今为止我们可能并不孤单（指地球之外还有生命）的最强证据。我可以现实地说，我们可以在一到两年内确认这一信号。”他说。
K2-18b的体积是地球的两倍半，距离地球111光年。环球网曾报道，早在2017年，就有研究认为K2-18b可能是有外星生命存在的“放大版地球”，被形容为可能是“超级地球”，也就是可能支撑生命的巨大岩石行星。K2-18b位于所绕行母星的适居带内，意味这颗行星表面有可能存在液态水，这是已知孕育生命的关键要素之一。
詹姆斯·韦布太空望远镜功能强大，可以通过分析行星绕行的红矮星光线中穿过其大气层的部分，来识别化学成分。在这项最新研究中，剑桥大学团队发现，K2-18b的大气中似乎包含至少一种与生命有关的分子的化学特征：二甲基硫（DMS）和二甲基二硫（DMDS）。在地球上，这些气体由海洋浮游植物和细菌产生。
马杜苏丹教授表示，他对在一次观测窗口中检测到如此多的气体感到惊讶。“我们估计这种气体在（K2-18b）大气中的含量是地球上的几千倍。所以，如果它确实与生命有关，那这颗行星将充满生命。”
马杜苏丹教授进一步表示：“如果我们证实K2-18b上存在生命，那将基本上确认生命在银河系中非常普遍。”
然而，这个阶段的研究仍有很多“如果”和“但是”，马杜苏丹教授的团队对此也毫不隐讳。首先，这项最新的探测尚未达到可宣布为“发现”的标准。为此，研究人员需要99.99999%的把握才能确定结果不是偶然现象。在科学术语中，这被称为五西格玛（Five sigma）结果。
这次的结果只有三西格玛，也就是99.7%。听起来很高，但还不足以说服科学界。不过这已远高于18个月前该团队取得的68%（一西格玛）的结果，当时这项研究仍遭遇很多质疑。
但即使剑桥团队取得了五西格玛的结果，也仍不足以作为生命存在的确凿证据。爱丁堡大学教授、苏格兰皇家天文学家海曼斯（Catherine Heymans）表示：“即使结果如此可靠，我们仍要面对这个气体的来源问题。”
“在地球上它（该气体）由海洋微生物产生，但即使有完美的数据，我们也无法确认它在外星世界是否具有生物起源，因为宇宙中会发生许多奇怪的现象，我们不知道这颗行星上还有什么地质活动可能产生这些分子。”海曼斯说。
剑桥大学团队也认同这一观点，并正与其他小组合作，尝试在实验室中用非生物方式制造DMS和DMDS。其他研究团队也提出了不涉及生命的替代解释，来说明从K2-18b获取的数据。当前的科学辩论不仅包括DMS和DMDS是否真的存在，也涉及行星的组成结构。
许多研究者推测该行星拥有一个巨大的液态海洋，是基于其大气中缺乏氨气，因为氨气被下方大量水体吸收。但剑桥大学的肖特尔（Oliver Shorttle）教授指出，这也可以由岩浆海洋解释，那意味着该星球不适宜生命存在。
美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的沃根（Nicolas Wogan）博士则有另一种解读。他发表的研究认为K2-18b是一颗没有表面的迷你气态巨行星。
而这两种替代理论也受到了其他团队的质疑，理由是它们与詹姆斯·韦布望远镜的数据不一致。这也突显了围绕K2-18b的科学辩论之激烈。
马杜苏丹承认，如果要回答“地球之外是否有生命”这一科学界最重大问题之一，他们仍需翻越一座科学高山。但他相信他和他的团队正走在正确的道路上。“几十年后，我们可能会回望这个时刻，并意识到，那是宇宙生命触手可及的时刻。这可能就是那个转折点——我们终于具备回答‘宇宙中我们是否孤独’这个根本问题的能力。”
（原标题：这颗“超级地球”真有生命？剑桥团队在系外行星K2-18b发现气体证据）