韋伯望遠鏡可能還沒有在系外行星上發現生命 _系外行星

藝術家對海洋世界的描繪。來源：尚敏蔡/UCR
據加州大學河濱分校：最近有報道稱，美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在一顆遙遠的星球上發現了生命跡象，這引發了人們的興奮，這是可以理解的。一項新的研究對這一發現提出了挑戰，但也概述了望遠鏡如何驗證生命產生的氣體的存在。
發表在《天體物理雜志快報》上的加州大學河濱分校的這項研究可能會讓外星愛好者感到失望，但并不排除在不久的將來發現的可能性。
2023年，有關于K2-18b行星大氣層中存在生物信號氣體的誘人報道，該氣體似乎具有使生命成為可能的幾種條件。
許多系外行星，也就是圍繞其他恒星運行的行星，很難與地球相提并論。它們的溫度、大氣和氣候使得人們很難想象它們上面有地球類型的生命。
然而，K2-18b有點不同。“這顆行星獲得的太陽輻射量幾乎與地球相同。如果大氣作為一個因素被去除，K2-18b的溫度接近地球，這也是尋找生命的理想情況，”UCR項目科學家兼論文作者蔡尚敏說。
K2-18b的大氣層主要是氫，與我們的氮基大氣層不同。但也有人猜測K2-18b和地球一樣有水海洋。這使得K2-18b成為一個潛在的“海洋”世界，這意味著氫大氣層和水海洋的結合。
去年，劍橋大學的一個團隊使用JWST揭示了K2-18b大氣中的甲烷和二氧化碳——其他可能表明生命跡象的元素。
蔡說：“在尋找生命方面，錦上添花的是，去年這些研究人員報告了在該行星的大氣層中初步檢測到的二甲基硫醚（DMS），它是由地球上的海洋浮游植物產生的。” 。DMS是地球上空氣中硫的主要來源，可能在云的形成中發揮作用。
由于望遠鏡數據沒有結論，UCR的研究人員想了解是否有足夠的DMS可以在距離地球約120光年的K2-18b上積累到可檢測的水平。與任何遙遠的行星一樣，獲取大氣化學物質的物理樣本是不可能的。
蔡說：“韋布望遠鏡的DMS信號不是很強，只有在分析數據時才會以某些方式出現。” 。“我們想知道我們是否能確定DMS的暗示。”
基于解釋DMS的物理和化學以及氫基大氣的計算機模型，研究人員發現數據不太可能顯示DMS的存在。蔡說：“信號與甲烷有很大重疊，我們認為從甲烷中提取DMS超出了該儀器的能力。” 。
然而，研究人員認為DMS有可能積累到可檢測的水平。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 。
考慮到系外行星與地球的距離，探測它們上的生命是一項艱巨的任務。為了找到DMS，韋布望遠鏡需要使用一種比去年使用的儀器更能探測大氣中紅外波長的儀器。幸運的是，該望遠鏡將在今年晚些時候使用這樣的儀器，從而明確揭示K2-18b上是否存在DMS 。
該研究的高級作者、加州大學學院天體生物學家埃迪·施維特曼說：“系外行星上最好的生物特征可能與我們今天在地球上發現的最豐富的生物特征有很大不同。在一個大氣層富含氫的行星上，我們可能更可能發現由生命產生的DMS ，而不是像地球上那樣由植物和細菌產生的氧氣。” 。
考慮到在遙遠的行星上尋找生命跡象的復雜性，一些人想知道研究人員的持續動機。
蔡說：“為什么我們一直在探索宇宙中尋找生命的跡象？想象一下，你晚上在約書亞樹露營，聽到了什么。你的本能是發光看看外面有什么。在某種程度上，這也是我們正在做的。” 。