超越想象：詹姆斯·韋伯望遠鏡揭示K2-18b上可能存在生命的證據

如果一顆遙遠行星上真的存在外星生命，我們會發現什么樣的線索？這個困擾人類數千年的問題，如今或許正在揭開神秘面紗

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡近期對K2-18b的觀測數據中，隱藏著令科學家激動不已的生物分子信號。為何這些發現如此重要？這是否真的意味著我們不再孤獨？讓我們一同揭開這顆"氫海世界"的神秘面紗——

我們都知道尋找外星生命的第一步是找到合適的"宜居"行星。傳統理論認為，這類行星應類似地球，有適宜溫度，能維持液態水存在。

但鮮為人知的是，2015年，NASA開普勒太空望遠鏡在距離太陽系約120光年的紅矮星K2-18周圍，發現了一顆不同尋常的行星。這顆被命名為K2-18b的行星，質量約為地球的8.6倍，體積大約是地球的2.6倍，介于地球與海王星之間的尺寸讓它格外引人注目。

最引人注目的是，K2-18b位于其恒星的宜居帶內，軌道周期僅33天。在這個位置，行星表面溫度既不會過熱也不會過冷，理論上能夠維持液態水存在——這被認為是生命誕生的關鍵條件之一。然而，直到詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的出現，我們對這個遙遠世界的了解還十分有限。

2023年9月，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將其精密的紅外觀測儀器對準了K2-18b。這臺價值100億美元的太空望遠鏡擁有6.5米主鏡，其觀測能力遠超前代，特別是在探測遙遠天體大氣成分方面具有革命性優勢。

數據分析顯示，K2-18b的大氣中存在大量甲烷和二氧化碳，這一發現已經令科學家興奮不已。這種組合暗示K2-18b可能是一顆"氫海行星"——表面可能覆蓋著廣闊的液態水海洋，上方籠罩著富含氫氣的大氣層。

但真正讓科學界震驚的是，韋伯望遠鏡的中紅外儀器(MIRI)在K2-18b大氣中探測到了二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)的光譜特征。這個發現堪稱歷史性突破，因為在地球上，這些分子幾乎完全由生物過程產生，主要來源于海洋浮游植物。

劍橋大學行星科學家尼基塔·卡賓博士表示："這是迄今為止，在系外行星上發現的最具說服力的生命跡象。在地球上，DMS幾乎完全由浮游植物等海洋生物產生，在非生物條件下幾乎不存在。"

K2-18b代表著一類被稱為"氫海行星"的天體，這種行星在質量上介于地球和海王星之間，擁有以氫為主的大氣層和可能的液態水表面。

想象一下：在K2-18b表面，你可能會看到無邊無際的深色海洋，但抬頭望去的不是藍天，而是由氫氣、甲烷和其他氣體組成的厚重大氣層，可能呈現出紅褐色或橙黃色的外觀。由于重力約為地球的2.6倍，海浪可能比地球上要低矮得多，但風暴可能更加猛烈。

令人驚訝的是，理論研究表明，這類行星可能比傳統認為的"類地行星"更適合孕育生命。它們可以在更廣泛的恒星周圍區域內保持液態水，甚至在傳統宜居帶之外的區域。根據劍橋大學和加州理工學院的最新研究，K2-18b表面溫度可能在0-40°C之間，適合液態水存在。

不過，挑戰也同樣存在。科學家估計K2-18b大氣頂層溫度可能達到200°C，且幾乎不含氧氣。這意味著即使這里存在生命，也可能與地球生命有本質區別，更可能類似于地球上能在極端環境中生存的微生物，比如熱液噴口周圍的嗜熱菌或深海厭氧環境中的微生物。

盡管證據令人振奮，科學界對K2-18b生命跡象的解讀仍存在激烈爭議。

牛津大學行星科學家雷蒙德·皮埃爾安伯特教授持謹慎態度："K2-18b的實際溫度可能遠高于最初估計，表面可能是由熔巖而非液態水組成的海洋。DMS信號也可能源于我們尚未理解的非生物化學過程。"

哈佛-史密森天體物理中心的研究團隊則指出，在沒有排除所有非生物解釋前，我們不應過早宣稱發現外星生命。DMS和DMDS的光譜特征也可能來自其他分子的組合，或受到觀測技術限制導致的誤判。

事實上，即使是劍橋大學的研究團隊也承認，他們的發現只是提供了生命可能存在的證據，而非確鑿證明。項目負責人尼基塔·卡賓解釋道："我們需要排除所有可能的非生物解釋，這需要更多的觀測和更精確的大氣模型。"

詹姆斯·韋伯望遠鏡將繼續深入觀測K2-18b，獲取更精確的光譜數據。科學家計劃使用韋伯望遠鏡的NIRSpec和MIRI儀器進行更高分辨率的觀測，以確認DMS和DMDS的存在，并搜尋其他可能的生物標志物，如磷化氫或甲硫醇。

同時，在未來5年內，新一代地面和太空望遠鏡也將加入這場探索。歐洲南方天文臺的極大望遠鏡(ELT)和美國的巨型麥哥倫望遠鏡(GMT)將能夠直接成像遙遠的系外行星。NASA計劃于2027年發射的"系外行星特征描述天文臺"(Habitable Worlds Observatory)將專門用于尋找系外行星生命跡象。

中國科學院國家天文臺也宣布將利用正在建設的"中國空間站望遠鏡"(CSST)，專門針對K2-18b及類似的潛在宜居行星進行系統觀測。

關于K2-18b上是否真的存在外星生命，你有什么看法？是微生物的海洋，還是我們尚未理解的化學過程？在評論區分享你的想法。正如著名天文學家卡爾·薩根所說："非凡的主張需要非凡的證據"——而解開這一謎題，或許將改變人類文明的進程。