最近有報導稱，美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在一顆遙遠的行星上發現了生命跡象，這引發了人們的興奮，這是可以理解的。一項新的研究對這項發現提出了質疑，但也概述瞭望遠鏡如何驗證生命氣體的存在。加州大學河濱分校的研究發表在《天文物理學雜誌通訊》上，可能會讓外星生物愛好者感到失望，但並不排除在不久的將來發現外星生物的可能性。

藝術家描繪的海洋世界景觀。資料來源：Shang-Min Tsai/UCR

K2-18b上的生命證據

2023 年，有誘人的報導稱，在K2-18b 行星的大氣層中發現了一種生物特徵氣體，它似乎具備使生命成為可能的若干條件。

許多系外行星，即圍繞其他恆星運行的行星，都很難與地球相提並論。它們的溫度、大氣層和氣候讓人很難想像地球上會有生命存在。

藝術家的概念圖展示了根據科學數據繪製的系外行星K2-18 b的樣子。資料來源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、Nikku Madhusudhan（IoA）

K2-18b 上的獨特條件

然而，K2-18b卻有些不同。 “這顆行星獲得的太陽輻射量幾乎與地球相同。如果剔除大氣這個因素，K2-18b的溫度接近地球，這也是發現生命的理想環境，”UCR計畫科學家、論文作者蔡尚民說。

K2-18b的大氣層主要是氫氣，與我們以氮為主的大氣層不同。但有人猜測K2-18b像地球一樣擁有水海洋。這使得K2-18b有可能是一個”Hycean”世界，也就是氫大氣和水海洋的結合體。

去年，劍橋大學的研究小組利用JWST 發現了K2-18b 大氣中的甲烷和二氧化碳–其他元素可能指向生命跡象。

蔡說：”就尋找生命而言，錦上添花的是，去年這些研究人員報告說，在該行星的大氣層中初步探測到了二甲基硫化物，即DMS，它是由地球上的海洋浮游植物產生的。

在這幅插圖中，NASA 詹姆斯-韋伯太空望遠鏡上的多層遮陽板在天文台的蜂巢鏡下伸展開來。圖片來源：NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

檢測DMS 所面臨的挑戰

由於望遠鏡的數據沒有得出結論，加州大學洛杉磯分校的研究人員希望了解在距離地球約120光年的K2-18b上是否能累積足夠的DMS，達到可探測的水平。對於如此遙遠的行星，獲取大氣中化學物質的物理樣本是不可能的。

“韋伯望遠鏡發出的DMS訊號並不強烈，在分析數據時僅以某些方式顯示出來，”蔡說。 “我們想知道，我們是否能確定這似乎是關於DMS的暗示”。

根據考慮到DMS 的物理和化學特性以及氫基大氣的電腦模型，研究人員發現數據不太可能顯示DMS 的存在。蔡說：”訊號與甲烷強烈重疊，我們認為從甲烷中挑出DMS超出了這台儀器的能力。”

不過，研究人員認為，DMS 有可能累積到可偵測到的水平。要做到這一點，浮游生物或其他生命形式必須產生比地球上多20 倍的DMS。

加強檢測技術

由於系外行星距離地球遙遠，探測系外行星上的生命是一項艱鉅的任務。為了找到DMS，韋伯望遠鏡需要使用比去年使用的儀器更能探測大氣中紅外線波長的儀器。幸運的是，該望遠鏡將在今年稍後使用這種儀器，從而明確揭示K2-18b上是否存在DMS。

「系外行星上的最佳生物特徵可能與我們今天在地球上發現的最豐富的生物特徵大不相同。在富含氫大氣的行星上，我們可能更有可能發現由生命製造的二甲基亞砜，而不是像地球上那樣由植物和細菌製造的氧氣，”該研究的資深作者、加州大學洛杉磯分校天體生物學家埃迪-施維特曼（Eddie Schwieterman）說。

鑑於在遙遠的行星上尋找生命跡象的複雜性，一些人對研究人員的持續動機表示懷疑。

“我們為什麼要繼續探索宇宙，尋找生命跡象？想像一下，你在夜間露營時，聽到了什麼聲音。你會本能地用光照一照，看看外面有什麼。在某種程度上，這也是我們正在做的事情。

編譯來源：ScitechDaily