找到了!地球120光年外 发现迄今最有力外星生命存在证据

据路透社17日报道,近期,科学家们利用詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)探测到目前为止关于太阳系外可能存在生命的最有力证据:他们在一颗系外行星的大气中发现了一些气体的“化学指纹”,这些气体在地球上只由生物过程产生。

这两种气体是二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS),它们出现在名为K2-18 b的行星大气中。在地球上,这两种气体主要由微生物,如海洋浮游植物(藻类)产生。研究人员表示,这表明这颗行星可能充满了微生物生命。但他们强调,这并不是在宣称发现了真正的生命体,而是发现了可能的生物特征(biosignature)——一种生物过程的指标,因此这一发现需要谨慎看待,还需更多观测来确认。

尽管如此,研究人员仍表达了激动之情。来自剑桥大学天文研究所的天体物理学家尼库·马杜苏丹(Nikku Madhusudhan)表示:“这是太阳系外寻找生命过程中的一个变革性时刻,我们证明了利用现有设施能够探测到潜在宜居行星上的生物特征。”

马杜苏丹指出,目前在太阳系内部也有多个寻找生命迹象的研究项目,例如火星、金星以及一些冰冻卫星上被认为可能存在适合生命的环境。

报道称,K2-18 b的质量是地球的8.6倍,直径约是地球的2.6倍。它围绕一颗红矮星运行,位于“宜居带”内——即液态水(生命关键要素)能够存在于行星表面的区域。这颗红矮星比太阳更小、更暗,距离地球大约124光年,位于狮子座。目前还发现该恒星有另一颗行星伴随运行。

自二十世纪90年代以来,科学家已发现大约5800颗太阳系外行星(系外行星)。科学家曾假设存在一种被称为氢海行星的系外行星——这种行星被液态水覆盖,可能适合微生物生存,同时拥有富含氢气的大气层。

韦布望远镜早期曾在K2-18 b的大气中发现甲烷和二氧化碳,这是首次在恒星宜居带的系外行星大气中发现碳基分子。

马杜苏丹说:“目前唯一可以解释韦布望远镜过去和现在所有观测数据的情景就是K2-18 b是一颗充满生命的氢海行星。”但他同时补充说,“我们仍需保持开放态度,继续探索其他可能性。”

其他未参与该研究的科学家也呼吁谨慎对待这一发现。

延伸阅读:

大概每个人小时候都思考过外星人问题,他们长什么样?说什么话?跟电影里一样吗?

最关键的是,他们存在吗?

长大后,我们知道了费米悖论——鉴于宇宙之广,之古老,地球和人类看上去真的没什么特殊,许多高等文明理应存在,但为什么我们看不到他们?



(示意图)

刘慈欣用《三体》中的黑暗森林理论,给了我们一个颇为流行的解释,可这毕竟只是科幻小说,还是没有真正解决那个疑问:外星人究竟存在吗?

本周三发表在《天体物理杂志快报》的一项研究,让我们向答案迈进了一大步。

用科学家的话说:这是人类迄今为止发现的,地外行星存在生命的最有力证据,没有之一。



(原话,‘Stongest evidence’)

具体来说,是剑桥大学的一个研究小组在一颗名为K2-18b的巨大行星上,发现了可能的生命踪迹。

这颗行星在狮子座上,距离地球124光年,体积是地球的2.6倍,重量则是地球的8.6倍。

它位于其恒星的宜居带,既不太热,也不太冷。

它距离恒星很近,一年只有33天。

更关键的是,K2-18b有大气层,有海洋,很符合生命诞生的条件。



(与地球对比)

早在2017年,加拿大一天文学家就在智利的天文台发现了K2-18b,并将其归类为“亚海王星(Sub-Neptune)”,意思是,这类行星远比太阳星内的岩石行星要大,但比海王星这种气态行星更小。

2021年,剑桥大学研究小组的Nikku Madhusudhan博士又针对亚海王星提出了一个新概念:

有的亚海王星表面覆盖着温暖的海洋,外部还包裹着含有氢、甲烷和其他碳化合物的大气层,符合人类认知中诞生生命的条件。

于是他们结合“氢(Jydrogen)”和“海洋(Ocean)”两个词,将这类特殊的亚海王星命名为“Hycean”。

而K2-18b,正是所谓的“Hycean”。



(Hycean星球,渲染图)

正巧,2021年年末,美国发射了韦伯望远镜,Madhusudhan博士从此等人有了更犀利的观测工具。在分析K2-18b的大气层时,他们惊喜地发现了许多分子——也是他们此前“Hycean”时,预测这类行星会有的分子。

这说明他们走在正确的路上。

果然,才到2023年,首个突破就出现了。

研究团队在K2-18b的大气层中检测出了一种重要分子:二甲基硫醚(dimethyl sulfide)。

它重要在哪呢?

在地球上,二甲基硫醚只有一个来源——生命。

比如海洋中,某些藻类会产生二甲基硫醚,海洋的独特气味跟它有密切联系。

除此之外,我们不知道任何能产生二甲基硫醚的来源。

所以以人类目前的水平——它存在,就暗示生命存在。

Madhusudhan博士等人很震惊,不过他们也知道这一发现比较初步,还需要更多证据。他们当时得到的置信度也只有1西格玛(68%),所以遭到了不少质疑。



(当时的报道)

一年后,Madhusudhan博士的团队就获得了第二次突破。

这次,他们用了韦伯望远镜上另一台仪器分析了穿过K2-18b大气层的光,发现了更为强烈的二甲基硫醚信号,还有一种名为二甲基二硫醚的类似分子。

为谨慎起见,他们花了大量时间,尝试了各种方法来消除信号,但无论如何审视,信号都依然强劲。

最终他们得出结论:K2-18b的大气中确实可能含有大量的二甲基硫醚,甚至比地球上的含量高出几千倍。

如果能证明这些二甲基硫醚确实是由生物产生,那就说明K2-18b充满生命——在地球之外,人类发现的第一种生命。

Madhusudhan博士说:

“目前,除了生命以外,还有没任何机制能解释我们看到的迹象。根据我们对这颗星球的所有了解,一个充满生机的海洋世界与我们掌握的数据最为吻合。”

“我们现在看到的,正是外星生命可能存在的最早迹象,这是一个革命性的时刻,真是令人震惊。我不想过于乐观,但坦白说,我认为这是迄今为止我们得到的,最接近于可以归因为生命的特征。”

“可能几十年后,我们回顾今天,会发现宇宙正是在此刻变得不再孤寂。转折点或许就在这里,也许突然之间,我们就能回答那个最基本的问题了——宇宙当中,我们是孤独的吗?”



(K2-18b,渲染图)

Madhusudhan博士很想说是,但他也保持着谨慎。在他们最新发表的论文里,置信度已经达到了3西格玛,也即99.7%,听起来很高,但仍不足以让科学界信服,未来还需要达到5西格玛(99.99999%)才能确定读数并非偶然。

Madhusudhan博士承认,他们还有一座科学大山需要攀登,但他相信自己走在正确的路上。

不过除了他这种乐观派之外,学界也有悲观派。

比如比如爱丁堡大学教授Catherine Heymans就认为,即便Madhusudhan博士真的得到了5西格玛结果,也不意味着外星人就是真的。

“即便有那样的确定性,也仍然存在一个问题:这些二甲基硫醚的来源是什么?”

“在地球上,它由海洋中的微生物产生,但宇宙中会发生很多奇怪的事,我们不知道该星球会不会有什么能产生二甲基硫醚的过程,比如某种未知的地质活动。”



(ET,示意图)

总之一句话:无论是悲观派还是乐观派,目前都需要更多研究才能得到更可信的结果。

在此之前,外星人仍只存在于人类的想象中。

至少暂时如此......

ref:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-14618367/evidence-ALIENS-Breakthrough-exoplanet-ocean-life.html
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