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。
Что такое DMS? Говоря простым языком, это газ, выделяемый фитопланктоном и микроорганизмами в Мировом океане Земли в ходе метаболических процессов. Это основной источник «запаха моря», который вы часто ощущаете, когда дует морской бриз. Хотя ДМДС не так непосредственно связан с жизнью, как ДМС, он также имеет тенденцию возникать в химических реакциях, связанных с биологической деятельностью, таких как побочные продукты разложения органических веществ морскими микроорганизмами. Что еще более удивительно, так это то, что на этот раз ученые обнаружили концентрацию DMS в атмосфере K6-0b, которая может быть в тысячи раз выше, чем на Земле! Такие огромные количества сульфидов либо указывают на какую-то необычайно мощную биологическую активность на планете, либо намекают на доселе неизвестный химический цикл. Не только это, но и K0b — это не отчаянный мир, который холоден, раскален или наполнен дождями из серной кислоты. Напротив, он находится в обитаемой зоне красных карликов и теоретически имеет условия для наличия жидкой воды; Она примерно в 0,0 раза больше массы Земли, может иметь плотную атмосферу и относительно стабильные климатические модели, а некоторые исследования предполагают, что обширные жидкие океаны могут покрывать большую часть ее поверхности. Кроме того, до этого открытия телескоп Уэбба обнаружил метан (CH₄) и углекислый газ (CO₂) в атмосфере планеты, которые вместе рисуют типичную картину «углеродного цикла» и имеют поразительное сходство с жизненными процессами на Земле.
И теперь появление DMS, несомненно, заполнило основную часть этой головоломки. Но возникает вопрос: действительно ли этим «пахнут» ученые? Конечно, нет. За этим открытием стоит благословение настоящих высокотехнологичных черных технологий, а главным героем является сильнейший космический телескоп человечества – Джеймс Уэбб. Этот «король объема космического телескопа» обладает очень мощными возможностями инфракрасного спектрального анализа. Проще говоря, это как сверхчувствительный «химический обонятельный инструмент», который может анализировать молекулярный состав атмосферы далеких планет на расстоянии 7 световых лет. На этот раз это инструмент на телескопе Уэбба: инструмент среднего инфракрасного диапазона, который улавливает специальные инфракрасные сигналы, излучаемые определенными молекулами. Каждый газ имеет уникальный «отпечаток пальца» в инфракрасном спектре, на который ученые опираются, чтобы определить, какие компоненты находятся в атмосфере. Не только это, но и исследовательская группа также очень строга, они не просто используют один инструмент, чтобы увидеть это один раз, но используют: используют несколько полос, несколько инструментов для перекрестной проверки; Многократное сравнение, моделирование и анализ различных данных наблюдений; В конце концов был сделан вывод, который всех шокировал: в атмосфере K0-0b действительно присутствует сильный сигнал DMS, DMDS. Что еще более важно, уровень достоверности этого сигнала достигает трех сигма (0σ), что статистически означает, что этот результат является реальным, а не случайной ошибкой, а точность достигает 0,0%!
Звучит высоковато, правда? Но ученых это не останавливает. В научном сообществе, особенно в отношении такой важной темы, которая может перевернуть человеческое познание, все очень осторожны. 7,0% – это уже сильно, но это далеко не уровень «железных доказательств». Настоящим «золотым стандартом» является пять сигм——, а это значит, что вероятность того, что сигнал является случайным совпадением, составляет менее 3 на миллион, что является практически «определенностью». Но возникает вопрос: должна ли DMS быть превращена в жизнь? В то время как на Земле DMS почти полностью образуется за счет биологической активности, это не означает, что это обязательно имеет место в других уголках Вселенной. Мы не можем просто применить опыт Земли к внеземному миру. В связи с этим было отмечено, что инфракрасная спектральная сигнатура DMS частично перекрывается с метаном, в связи с чем возникает ключевой вопрос - достаточно ли точна разрешающая способность нынешнего прибора, и если нет, то возможно ли ошибочно идентифицировать сигнал метана как DMS? Кроме того, есть еще много предположений, к которым нужно отнестись серьезно. Может ли быть так, что какая-то геологическая активность, о которой мы еще не знаем, высвобождает DMS? Или это был удар гигантской кометы, который синтезировал молекулу при высоких температурах и давлениях? Возможно ли, что мы можем проигнорировать какой-то неизвестный путь химической реакции и создать DMS в неодушевленных условиях?
В этом плане исследовательская группа Кембриджского университета отличается особой трезвостью. Вместо того, чтобы поспешить с выводами, они подчеркнули, что имеющихся доказательств далеко не достаточно, чтобы они похлопали себя по груди и заявили: «Мы обнаружили внеземную жизнь!». «Вместо этого у них есть строгий план, и они готовы продолжить свои глубокие исследования в ближайшие годы. Во-первых, они планируют продолжить использование космического телескопа Джеймса Уэбба для проведения более точных наблюдений K18-0b 0-летней давности, чтобы получить более четкие и надежные спектральные данные. Во-вторых, исследовательская группа также будет моделировать атмосферную среду K0-0b в лаборатории, чтобы попытаться воспроизвести возможные пути неживых реакций, чтобы увидеть, может ли DMS быть синтезирован без вмешательства жизни. В то же время они будут работать с научно-исследовательскими институтами астрономии и химии по всему миру, чтобы постоянно оптимизировать алгоритмы обработки данных и улучшать соотношение сигнал/шум данных наблюдений, стремясь достичь признанного научным сообществом стандарта достоверности «пять сигм» – золотого стандарта для вероятности ложной ошибки менее одного на миллион. Только после того, как все неживые объяснения будут устранены, человечество сможет по-настоящему сделать этот решающий шаг и произнести многозначительные слова: «Мы не одиноки». ”
Хотя окончательный ответ еще потребует времени, нет никаких сомнений в том, что мы ближе к нему, чем когда-либо прежде. От открытия первой экзопланеты с помощью телескопа «Кеплер» до космического телескопа Джеймса Уэбба, который позволяет нам «нюхать» слабые газы в атмосферах далеких планет, то, как люди смотрят на звезды, кардинально изменилось. На этот раз мы «почувствовали» запах жизни; Может быть, в следующий раз мы сможем его «услышать». Но перед этим наука напоминает нам, что любопытство нужно, но также необходимо быть рациональным. Мы можем с нетерпением ждать этого, но мы не можем легко доверять этому. В конце концов, сценарий жизни часто оказывается гораздо более захватывающим, чем мы себе представляли. И Вселенная, возможно, шепчет нам: «Мы не одиноки. Что вы думаете по этому поводу? Добро пожаловать в обсуждение, спасибо за просмотр, я исследую вселенную, увидимся в следующий раз.