我们还没有再次在太空中找到生命。 这可能不会是最后一次

您可能已经注意到，詹姆斯韦伯太空望远镜最近的数据显示，一颗围绕狮子座恒星运行的行星含有一些只有地球上的生物才能产生的化合物。

即便如此，专家们还是警告称，这些数据远非万无一失，这些信息可能无法得到证实。现在他们的话已经成真。这不是第一次，也可能不是最后一次。

首先，让我们简单回顾一下最近的情况。这次发现发生在一颗系外行星上（即靠近太阳以外的任何恒星的行星），其编号为 K2-18b。这意味着它是在红矮星 K2-18 中发现的第一颗行星（系外行星没有以“a”结尾）。系统 i 中还有另一颗行星，即 K2-18c，但它对我们来说并不重要。

该系统距地球约 124 光年，从天文学角度来看非常接近。 但在这个距离上，当今的技术无法直接拍摄地球的图像。 我们只能间接推断它的存在，我们在 2015 年探测到了它，因为当行星经过我们和 K2-18 之间时，其恒星的光度略有下降。

不过，我们有基本信息。 首先，很明显 K2-18b“处于一个好位置”。 当谈论其他行星上的生命时，关键词是“宜居带”。 也就是说，恒星周围的区域，在平均表面温度下，水在可能的行星表面呈液态。 这被认为是生命所必需的。

乍一看，矛盾的是，它看起来前景并不乐观。 K2-18b 的轨道距离其恒星比地球更近，大约是地球的六倍。 然而，K2-18的功率是太阳功率的2.3%，因为它是一颗小型“红矮星”，即一颗比我们自己的恒星亮度低得多的恒星。

简单计算一下，K2-18b 每平方米接收的太阳能量约为 1.22 千瓦 (kW)。地球约为 1.35 千瓦。虽然 K2-18 向太空辐射的能量较少，但由于行星距离较近，这一点得到了补偿。目前还不错。然而，入射光的计算没有考虑到云层或行星表面的反射率。

2019年，哈勃太空望远镜发现K2-18b的大气层出现了水蒸气的迹象。这表明表面可能存在液态水。目前，人们认为该星球上存在大型海洋。

这在当时引起了一股兴奋，但没有进一步的证据，这只是一个有趣的结果。然而，2023 年有报道称詹姆斯·韦伯望远镜 在大气中发现 行星上含有二氧化碳、甲烷以及可能的化合物二甲硫醚（DMS）。 DMS 的存在意义重大，因为地球上只有藻类才能产生这种物质。 我们不知道如果没有生命的存在，它不可能自然产生。

因此，所有这些都表明 K2-18b 可能是我们发现外星生命的地方。不幸的是，结果的准确性从一开始就是一个问题。用于确定系外行星大气成分的方法涉及来自另一个光源（通常是恒星或星系）的光穿过大气边缘，然后我们捕获并分析这些光。所有化合物都会吸收特定波长的光，然后可以识别这些光。

物理学家伊恩·惠特克解释说，可以把它想象成透过玻璃看灯泡 在他的文章中 对于对话。 当它是空的时，你可以完美地看穿它。 如果你把它装满水，你仍然可以看得很清楚，但会出现一些光学效应和着色。 在宇宙观测中，这就是它扭曲太空中的氢和尘埃云的方式。 现在想象一下将红色食用色素倒入罐子中。 图像将会扭曲。

不幸的是，太空中的情况并非如此简单明了。大多数大气层都由多种化学物质组成。找到其中一种就好比往罐子里倒 50 种（可能更多）不同量的食用色素，然后试图确定其中有多少特定颜色。这是一项艰巨的任务，很容易做出错误的假设或失误。此外，穿过系外行星大气层的光包含来自其所发出恒星的化学成分的信号——这进一步使分析复杂化。

几年前，人们对它是否存在很感兴趣 金星上的生命。 事实上，一些测量表明存在一种称为磷烷的化合物，它可以由微生物产生。 然而，这一发现后来被其他几个团队令人信服地反驳。

金星距离地球相对较近，对其大气成分的混淆表明，准确而详细地确定大气成分并非易事。 很明显，对一颗遥远的系外行星的分析将更加复杂，因为我们对它的数据要少得多。

因此，专家们对系外行星 K2-18b 上存在生命的期望从一开始就很低。至少当韦伯望远镜的结果分析结果实际上存在缺陷时，他们并没有太失望。

关键的 总结研究 来自加利福尼亚大学的团队，该研究于 2024 年 5 月上旬发表在《天体物理学杂志快报》上。 在其中，作者证明该信号可能是错误的。 该研究试图根据我们对大气的了解以及其中各种气体的行为创建一个大气模型。 如果这个模型符合现实——我们不知道，但没有人想出更好的办法——那么地外藻类的行为就必须与陆地藻类不同。 它们产生的 DMS 至少是地球上藻类的 20 倍。 因此，如果K2-18b上存在生命，它一定非常活跃。 这并非不可能，但尚不清楚为什么会这样。

此外，结果表明，测量过程中 DMS 存在的信号与大气中甲烷的信号有很多重叠。 所谓的 吸收线 两种气体在测量过程中重叠，因此检测它们极其困难。 此外，我们正朝着可能的极限前进，因为当前的技术和检测方法都有其局限性。 这就像您尝试用普通尺子比较两个几毫米大小的产品一样 – 您可以尝试并可以准确地确定结果，但您不会非常确定。

尽管 DMS 的探测结果令人兴奋，表明这颗系外行星上可能存在生命，但新的分析表明，这种可能性比之前认为的要小。但这并不意味着这是一个科学上的失望。

虽然最终结果是否定的——我们还没有发现生命——但它们也表明我们探索遥远世界和获取越来越多有关它们的信息的能力正在迅速增强。研究像 K2-18b 这样的系外行星是寻找宇宙中其他生命的关键。

系外行星的探测是一个相对年轻的科学领域，但它正在迅速发展。 第一个被证实围绕类太阳恒星运行的系外行星是在 20 世纪 90 年代发现的。 从我们的角度来看，在第一“一批”行星中，存在相当极端的情况，即大型气态行星的轨道非常接近其恒星。 你可以把它想象成木星绕太阳运行，距离水星很远——距离足够近，表面温度达到 1000°C，就像有史以来第一颗被证实的系外行星一样， 51 飞马 b。

但自那时起，我们捕捉其他行星存在的微弱回声的能力已大大提高。其中数千颗行星已被发现和证实，我们对宇宙的理解也发生了重大转变。

一个重要的里程碑是 2009 年发射的开普勒太空望远镜。它专注于使用凌日法寻找行星，这种方法可以追踪恒星亮度因行星经过其前方而降低的情况。该望远镜已经发现了数千颗系外行星，创造了统计数据，表明行星在宇宙中很常见。他跟随开普勒 苔丝它继续以更高的灵敏度和精度寻找系外行星。

另一项重大进展是 2021 年发射詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)。JWST 能够以非凡的灵敏度和分辨率观测系外行星，从而可以对其大气进行详细研究。 感谢 JWST，我们获得了表明 K2-18b 上存在 DMS 的数据。

未来看起来也充满希望。 计划中的另外两项任务可以显着提高有关系外行星的信息质量： 爱丽儿其重点是研究系外行星的大气层，以及 柏拉图，它将专注于寻找和描述其他恒星中的宜居行星。 毫无疑问，我们无法避免误报，但我们却无能为力。 如今，该领域正朝着可能的极限发展，而不确定性就是其中的一部分。

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