你是否曾在深夜凝视星空心中默问:在这浩瀚的宇宙中我们是否孤单?就在2025年4月17日,詹姆斯·韦伯太空望远镜向地球发回了一份足以震撼整个科学界的消息:在一颗叫K2-18b的系外行星的大气中,发现了两种极其特别的化学物质——DMS(二甲基硫醚)和DMDS(二甲基二硫醚)。乍一听它们的英文缩写仿佛是某种工业废气,但别被它们的名字骗了——在地球上,这两种物质几乎只和生命有关,尤其是海洋里的微生物。本期就来聊聊这个伟大的发现。
DMS是什么呢?简单来说,它是地球海洋中浮游植物和微生物在新陈代谢过程中释放的一种气体。它正是你在海风拂面时常常嗅到“海腥味”的主要来源。而DMDS虽然与生命的联系没有DMS那么直接,但它也往往出现在与生物活动相关的化学反应中,例如海洋微生物分解有机物时的副产物。更令人惊讶的是,这一次科学家在K2-18b大气中探测到的DMS浓度,可能比地球上高出好几千倍!如此巨量的硫化物,要么预示着星球上某种异常强大的生物活动,要么暗示着迄今为止未知的化学循环。不仅如此,K218b还并非一个冰冷、炽热或充斥着硫酸雨的绝望世界。相反,它位于红矮星可居住带内,理论上具备存在液态水的条件;其质量约为地球的8.6倍,可能拥有厚实的大气层和相对稳定的气候模型;更有研究推测,广袤的液态海洋或许覆盖了它的大部分表面。此外,在此次发现之前,韦伯望远镜就已经在该行星大气中探测到了甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂),它们共同勾勒出一幅典型的“碳循环”画面,与地球上的生命过程有着惊人的相似性。
而如今,DMS的出现,无疑在这幅拼图中填入了最为核心的一块。但问题来了:这真的是科学家“闻”出来的吗?当然不是。这次的发现,背后可是实打实的高精尖黑科技加持,主角就是目前人类最强的太空望远镜——詹姆斯·韦伯。这台“宇宙望远镜卷王”,具备非常强大的红外光谱分析能力。简单讲,它就像一台超灵敏的“化学嗅觉仪”,能够隔着124光年,分析远方星球大气中的分子成分。这次负责“嗅探”的,是韦伯望远镜上的一个仪器:中红外仪器,它能捕捉某些分子发出的特殊红外信号。每种气体在红外光谱中都有独特的“指纹”,科学家就是靠这些“指纹”来判断大气中都有哪些成分。不光如此,研究团队还非常严谨,他们不是只用一个仪器看一遍就完事了,而是:利用多个波段、多种仪器交叉验证;对不同观测数据进行反复比对、建模分析;最终得出了一个让所有人都震惊的结论:K2-18b 的大气中,确实存在DMS、DMDS 的强烈信号。更关键的是,这个信号的置信度达到了三西格玛(3σ),这在统计学上意味着:这个结果出现是真实的,不是偶然误差,准确率高达99.7%!
听起来很高对吧?但科学家还不满足。在科学界,特别是这种可能颠覆人类认知的重大话题上,大家都特别小心。99.7%已经很强,但还远没到“铁证如山”的程度。真正的“金标准”是五西格玛——,那意味着这个信号是随机巧合的可能性小于百万分之三,几乎可以说是“板上钉钉”。可问题也随之而来:DMS一定是生命制造出来的吗?虽然在地球上,DMS几乎完全由生物活动产生,但这并不意味着在宇宙的其他角落也一定是如此。我们不能简单将地球上的经验套用到外星世界。因此有观点指出:DMS的红外光谱特征与甲烷存在部分重叠,这就引出了一个关键问题——目前的仪器分辨率是否足够精准,如果不能,是否可能误将甲烷的信号误识为DMS呢?此外,还有更多假设需要认真对待。有没有可能是某种我们尚未了解的地质活动释放出了DMS呢?或者,一次巨大的彗星撞击在高温高压的条件下合成了这种分子?甚至,我们是否可能忽略了某种未知的化学反应路径,在无生命的条件下也能制造出DMS呢?
对此,剑桥大学的研究团队显得尤为清醒。他们并没有急于下结论,而是强调目前的证据还远不足以让他们拍着胸脯宣称:“我们发现了外星生命!”相反,他们已经制定了严谨的计划,准备在未来几年内继续深入研究。首先,他们计划在2026年前继续使用詹姆斯·韦伯太空望远镜,对K2-18b进行更高精度的观测,力求捕捉到更清晰、更可靠的光谱数据。其次,研究团队还将在实验室中模拟K2-18b的大气环境,尝试复现可能的非生命反应路径,看看在没有生命介入的前提下,是否也能合成出DMS。与此同时,他们还将与全球的天文学和化学研究机构展开合作,不断优化数据处理算法,提高观测数据的信噪比,力争达到科学界公认的“五西格玛”置信标准——也就是误判概率低于百万分之一的金标准。只有在所有非生命的解释都被一一排除之后,人类才能真正迈出那关键的一步,说出那句意义非凡的话:“我们,并不孤单。”
虽然最终的答案仍需时间去揭晓,但毫无疑问,我们已经比过去任何时候都更接近它。从开普勒望远镜发现第一颗系外行星开始,到詹姆斯·韦伯太空望远镜让我们“闻到”遥远星球大气中的微弱气体,人类仰望星空的方式已经发生了翻天覆地的改变。这一次,我们“闻到了”生命的味道;或许下一次,我们就能“听见”它的声音。但在这之前,科学提醒我们:好奇心要有,但也要保持理性。我们可以满怀期待,但不能轻易相信。毕竟,生命的剧本,往往比我们想象的还要精彩得多。而宇宙,也许正在悄悄告诉我们:“我们不是唯一的。”对此,你们怎么认为呢?欢迎大家踊跃讨论,感谢大家观看,我是探索宇宙,我们下期再见。