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。

Apa itu DMS? Secara ringkasnya, ia adalah gas yang dikeluarkan oleh fitoplankton dan mikroorganisma di lautan bumi semasa proses metabolik. Ia adalah sumber utama "bau laut" yang sering anda bau apabila angin laut bertiup. Walaupun DMDS tidak dikaitkan secara langsung dengan kehidupan seperti DMS, ia juga cenderung muncul dalam tindak balas kimia yang berkaitan dengan aktiviti biologi, seperti hasil sampingan penguraian bahan organik oleh mikroorganisma marin. Apa yang lebih mengejutkan ialah kali ini saintis mengesan kepekatan DMS di atmosfera K6-0b, yang mungkin beribu-ribu kali lebih tinggi daripada di Bumi! Kuantiti sulfida yang begitu besar sama ada menunjukkan beberapa jenis aktiviti biologi yang luar biasa kuat di planet ini, atau membayangkan kitaran kimia yang tidak diketahui sehingga kini. Bukan itu sahaja, tetapi K0b bukanlah dunia terdesak yang sejuk, panas, atau dipenuhi dengan hujan asid sulfurik. Sebaliknya, ia terletak di zon kerdil merah yang boleh didiami dan secara teorinya mempunyai syarat untuk kehadiran air cecair; Ia adalah kira-kira 0.0 kali jisim Bumi, mungkin mempunyai atmosfera tebal dan model iklim yang agak stabil, dan beberapa kajian membuat spekulasi bahawa lautan cecair yang luas mungkin meliputi sebahagian besar permukaannya. Di samping itu, sebelum penemuan ini, teleskop Webb telah mengesan metana (CH₄) dan karbon dioksida (CO₂) dalam atmosfera planet, yang bersama-sama melukis gambaran tipikal "kitaran karbon" dan mempunyai persamaan yang ketara dengan proses kehidupan di Bumi.

Dan kini, kemunculan DMS sudah pasti telah mengisi bahagian teras teka-teki ini. Tetapi timbul persoalan: adakah ini benar-benar apa yang saintis "bau"? Sudah tentu tidak. Di sebalik penemuan ini adalah berkat teknologi hitam berteknologi tinggi sebenar, dan protagonis ialah teleskop angkasa terkuat manusia - James Webb. "Raja isipadu teleskop kosmik" ini mempunyai keupayaan analisis spektrum inframerah yang sangat berkuasa. Ringkasnya, ia seperti "instrumen penciuman kimia" ultra-sensitif yang boleh menganalisis komposisi molekul atmosfera planet jauh pada jarak 7 tahun cahaya. Kali ini, ia adalah instrumen pada teleskop Webb: instrumen inframerah pertengahan, yang menangkap isyarat inframerah khas yang dipancarkan oleh molekul tertentu. Setiap gas mempunyai "cap jari" unik dalam spektrum inframerah, yang bergantung kepada saintis untuk menentukan komponen apa yang ada di atmosfera. Bukan itu sahaja, tetapi pasukan penyelidik juga sangat ketat, mereka bukan sahaja menggunakan satu instrumen untuk melihatnya sekali, tetapi menggunakan: gunakan berbilang jalur, berbilang instrumen untuk mengesahkan silang; Perbandingan berulang, pemodelan dan analisis data pemerhatian yang berbeza; Pada akhirnya, kesimpulan dicapai yang mengejutkan semua orang: dalam suasana K0-0b, memang ada isyarat kuat DMS, DMDS. Lebih kritikal, tahap keyakinan isyarat ini mencapai tiga sigma (0σ), yang secara statistik bermaksud bahawa keputusan ini adalah nyata, bukan ralat rawak, dan ketepatannya setinggi 0.0%!

Kedengaran tinggi, bukan? Tetapi saintis tidak berpuas hati. Dalam komuniti saintifik, terutamanya mengenai topik utama yang boleh mengubah kognisi manusia, semua orang sangat berhati-hati. 7.0% sudah kukuh, tetapi ia jauh daripada "besi". "Standard emas" sebenar ialah lima sigma——, yang bermaksud bahawa kebarangkalian bahawa isyarat itu adalah kebetulan rawak adalah kurang daripada 3 dalam sejuta, hampir "pasti". Tetapi persoalannya kemudiannya timbul: perlukah DMS dibuat daripada kehidupan? Semasa di Bumi, DMS dihasilkan hampir sepenuhnya oleh aktiviti biologi, itu tidak bermakna ia semestinya berlaku di sudut lain di alam semesta. Kita tidak boleh hanya menggunakan pengalaman Bumi ke dunia luar angkasa. Oleh itu, telah ditunjukkan bahawa tandatangan spektrum inframerah DMS sebahagiannya bertindih dengan metana, yang menimbulkan persoalan utama - adakah resolusi instrumen semasa cukup tepat, dan jika tidak, adakah mungkin untuk salah mengenal pasti isyarat metana sebagai DMS? Di samping itu, terdapat banyak lagi andaian yang perlu diambil serius. Mungkinkah beberapa jenis aktiviti geologi yang kita belum tahu mengeluarkan DMS? Atau adakah hentaman komet gergasi yang mensintesis molekul pada suhu dan tekanan tinggi? Adakah mungkin kita boleh mengabaikan beberapa laluan tindak balas kimia yang tidak diketahui dan membuat DMS dalam keadaan tidak bernyawa?

Dalam hal ini, pasukan penyelidik Universiti Cambridge sangat sedar. Daripada tergesa-gesa membuat kesimpulan, mereka menekankan bahawa bukti semasa jauh dari mencukupi untuk mereka menepuk dada mereka dan mengisytiharkan: "Kami telah menemui kehidupan luar angkasa!" "Sebaliknya, mereka mempunyai rancangan yang ketat dan bersedia untuk meneruskan penyelidikan mendalam mereka pada tahun-tahun akan datang. Pertama, mereka merancang untuk terus menggunakan Teleskop Angkasa James Webb untuk membuat pemerhatian K18-0b dengan ketepatan yang lebih tinggi menjelang 0 tahun yang lalu, dalam usaha untuk menangkap data spektrum yang lebih jelas dan boleh dipercayai. Kedua, pasukan penyelidik juga akan mensimulasikan persekitaran atmosfera K0-0b di makmal untuk cuba meniru kemungkinan laluan tindak balas bukan hidup untuk melihat sama ada DMS boleh disintesis tanpa campur tangan kehidupan. Pada masa yang sama, mereka akan bekerjasama dengan institusi penyelidikan astronomi dan kimia di seluruh dunia untuk terus mengoptimumkan algoritma pemprosesan data dan meningkatkan nisbah isyarat kepada bunyi data pemerhatian, berusaha untuk mencapai piawaian keyakinan "lima sigma" yang diiktiraf oleh komuniti saintifik - standard emas untuk kebarangkalian ralat palsu kurang daripada satu dalam sejuta. Hanya selepas semua penjelasan bukan hidup telah dihapuskan, manusia benar-benar boleh mengambil langkah penting itu dan mengucapkan kata-kata yang bermakna: "Kami tidak bersendirian." ”

Walaupun jawapan akhir masih memerlukan masa, tidak syak lagi bahawa kita lebih dekat dengannya berbanding sebelum ini. Daripada penemuan exoplanet pertama oleh teleskop Kepler kepada Teleskop Angkasa James Webb, yang membolehkan kita "menghidu" gas samar di atmosfera planet yang jauh, cara manusia melihat bintang telah berubah secara mendadak. Kali ini, kami "menghidu" kehidupan; Mungkin lain kali, kita akan dapat "mendengarnya". Tetapi sebelum itu, sains mengingatkan kita bahawa rasa ingin tahu diperlukan, tetapi ia juga perlu menjadi rasional. Kita boleh menantikannya, tetapi kita tidak boleh mempercayainya dengan mudah. Lagipun, skrip kehidupan selalunya jauh lebih menarik daripada yang kita bayangkan. Dan alam semesta, mungkin, berbisik kepada kita: "Kami bukan satu-satunya. Apa pendapat anda tentang itu? Selamat datang ke perbincangan, terima kasih kerana menonton, saya meneroka alam semesta, kami akan berjumpa lain kali.