这是迄今为止太阳系外生物活动的最强线索

　　

天文学家已经发现了太阳系外可能存在生物特征的最有希望的迹象，尽管他们仍然保持谨慎。

由剑桥大学领导的天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的数据，在系外行星K2-18b的大气中探测到二甲硫醚（DMS）和/或二甲二硫醚（DMDS）的化学指纹。K2-18b在宜居带绕其恒星运行。

在地球上，DMS和DMDS仅由生命产生，主要是微生物生命，如海洋浮游植物。虽然未知的化学过程可能是K2-18b大气中这些分子的来源，但这一结果是迄今为止最有力的证据，表明我们太阳系外的行星上可能存在生命。

观察结果达到了统计显著性的“三西格玛”水平，这意味着它们偶然发生的概率为0.3%。为了达到科学发现的公认分类，观察结果必须超过5 σ阈值，这意味着它们偶然发生的概率低于0.00006%。

研究人员说，用JWST进行16到24小时的随访观察可能有助于他们达到最重要的5西格玛意义。他们的研究结果发表在《天体物理学杂志通讯》上。

K2-18b的质量是地球的8.6倍，大小是地球的2.6倍，位于距地球124光年的狮子座，对它的早期观测发现，它的大气中含有甲烷和二氧化碳。这是第一次在宜居带的系外行星大气中发现碳基分子。这些结果与对“Hycean”行星的预测一致：一个可居住的海洋覆盖的世界，在富氢的大气下。

然而，另一个较弱的信号暗示，K2-18b上可能发生了其他事情。剑桥天文研究所的Nikku Madhusudhan教授领导了这项研究，他说：“我们不确定上次看到的信号是否来自DMS，但仅仅是这个暗示就足以让我们用不同的仪器和JWST再看一次。”

为了确定遥远行星大气的化学成分，天文学家分析了行星凌日或从地球上看到的从恒星前面经过时母恒星发出的光。当K2-18b凌日时，JWST可以探测到恒星亮度的下降，并且一小部分星光在到达地球之前穿过行星的大气层。行星大气中一些星光的吸收在恒星光谱中留下了印记，天文学家可以将这些印记拼凑起来，以确定系外行星大气的组成气体。

早期的，试探性的，DMS的推断是使用JWST的NIRISS（近红外成像仪和无缝光谱仪）和NIRSpec（近红外光谱仪）仪器进行的，它们共同覆盖了近红外（0.8-5微米）波长范围。新的，独立的观测使用了JWST的中红外（6-12微米）范围的MIRI（中红外仪器）。

Madhusudhan说：“这是一条独立的证据线，使用了不同于我们以前使用的仪器和不同波长范围的光，与以前的观察结果没有重叠。”“信号强烈而清晰。”

“在广泛的独立分析和稳健性测试中，看到结果出现并保持一致，这是一个令人难以置信的认识，”美国巴尔的摩太空望远镜科学研究所的研究人员ma<s:1>斯·霍尔姆伯格说。

DMS和DMDS是同一化学家族的分子，两者都被预测为生物特征。这两种分子在观测到的波长范围内具有重叠的光谱特征，尽管进一步的观测将有助于区分这两种分子。

然而，K2-18b大气中DMS和DMDS的浓度与地球上的非常不同，在地球上它们的体积通常低于十亿分之一。在K2-18b上，它们的强度估计要高出数千倍——超过百万分之十。

Madhusudhan说：“早期的理论工作已经预测，hyocean星球上可能存在高浓度的硫基气体，比如DMS和DMDS。”“现在我们已经观察到它，与预测一致。考虑到我们对这个星球的了解，一个拥有充满生命的海洋的海洋世界是最适合我们所拥有的数据的场景。”

Madhusudhan说，虽然结果令人兴奋，但在声称在另一个世界发现生命之前，获得更多的数据是至关重要的。他说，虽然他持谨慎乐观的态度，但K2-18b上可能存在以前未知的化学过程，这可能解释了这些观察结果。他希望与同事们一起进行进一步的理论和实验工作，以确定DMS和DMDS是否可以在目前推断的水平上非生物地产生。

卡迪夫大学的合著者Subhajit Sarkar说：“这些生物特征分子的推断提出了关于产生它们的过程的深刻问题。”

“我们的工作是所有调查的起点，现在需要确认和理解这些令人兴奋的发现的含义，”同样来自剑桥天文研究所的合著者Savvas Constantinou说。

Madhusudhan说：“重要的是，我们对自己的结果深表怀疑，因为只有通过一次又一次的测试，我们才能达到对结果有信心的程度。”“这就是科学的工作方式。”

Madhusudhan说，虽然他还没有声称有一个明确的发现，但有了像JWST这样强大的工具和未来计划中的望远镜，人类正在朝着回答最重要的问题迈出新的一步：我们是孤独的吗？

Madhusudhan说：“几十年后，我们可能会回顾这个时间点，并认识到这是生命宇宙触手可及的时候。”“这可能是一个转折点，突然之间，我们有能力回答我们在宇宙中是否孤独的基本问题。”

詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局（CSA）的合作项目。这项研究得到了英国研究与创新（UKRI）前沿研究基金的支持。

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