迄今为止探测到的最强外星生命信号？

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翻译：王婧彧

校对：申振宇 杨宜修

审阅：李宜骅

美编：李鸣晨

后台：胡永葳

原文链接：https://www.space.com/space-exploration/search-for-life/did-we-actually-find-signs-of-alien-life-on-k2-18b-we-should-expect-some-false-alarms-and-this-may-be-one

这张艺术想象图展示了行星K2-18b、它的宿主恒星以及该系统中的另一颗伴星。（图片来源：ESA/Hubble, M. Kornmesser）

近期，一支天文学家团队宣布发现了“迄今为止最有力的证据”证明太阳系外存在生命，引发了全球头条新闻关注，似乎开启了人类寻找外星生命的最新篇章——但事实果真如此吗？

该团队的发现基于对詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）数据的分析，指出狮子座中一颗距离地球约120光年的行星K2-18b的大气中存在丰富的二甲基硫醚（DMS）分子。由于DMS在地球上几乎完全由海洋藻类等生命形式产生，天文学家认为它是宇宙中寻找过去或现存生命的潜在“生物标志物”。剑桥大学的尼库·马杜苏丹（Nikku Madhusudhan）及其同事认为，K2-18b上存在DMS及其化学近亲二甲基二硫醚（DMDS，同样为潜在生物标志物）的最佳解释是：这颗行星可能是一个“充满生命”的海洋世界。

“这是我们首次看到一个可能存在生命的异星世界的迹象，”马杜苏丹在新闻发布会上告诉记者，“这是一个革命性的时刻。”

然而，这一声明引发的兴奋很快被学术界的谨慎态度冲淡。科学家们强调，结果仍是初步的，并存在多个不确定项。其中最重要的是，马杜苏丹团队报告的DMS检测结果仅具有3统计显著性，即有0.3%的概率为随机现象。专家指出，这未达到科学发现通常要求的5标准（将假阳性概率降至0.00003%），后者意味着研究结果因统计误差产生的概率极低。

此外，用于K2-18b新研究的数据似乎达到了JWST的观测极限。批评者称，研究人员可能使用了存在偏差的模型，人为放大了DMS在该行星大气中存在的重要性。

“断定已检测到DMS似乎为时过早，”未参与此项研究的佛罗里达理工学院天体生物学家马纳斯维·林甘（Manasvi Lingam）表示。最新研究“涉及新数据，但在数据被他人独立分析之前，我们无法对K2-18b的宜居性及潜在生命存在做出任何断言。”

加州大学河滨分校天体生物学助理教授埃迪·施维特曼（Eddie Schwieterman，未参与新研究）表示，他尤其惊讶的是，在检测到可能的DMS或DMDS信号同时未检测到乙烷。他解释道，宿主恒星的紫外线辐射应分解这些分子并生成大量乙烷作为副产物，因此马杜苏丹数据中乙烷的缺失与科学家对行星大气的普遍理解不符。

“要么是我们的模型有误，要么DMS/DMDS可能并不存在，”施维特曼表示，“在太阳系外寻找生命不会‘一蹴而就’——这个过程中必然会出现误报，这次可能就是其中之一。”

以新视角审视旧数据

马杜苏丹及其同事早在2023年就使用JWST首次报告了K2-18b上可能的DMS检测结果。该发现同样遭到质疑，且独立分析同一数据后未能得到支持。然而，最新研究使用了JWST的另一台仪器，并在不同波长下分析该行星。研究团队称，这为DMS/DMDS分子的存在提供了更强、更清晰的证据。

尽管如此，许多科学家再次对这一高调声明持怀疑态度，强调需要经过严格的科学审查，因为K2-18b大气中检测到的目标分子可能存在更普通的非生物解释。

K2-18b的透射光谱

利用JWST MIRI光谱仪绘制的宜居带系外行星K2-18b的透射光谱。（图片来源：A. Smith, N. Madhusudhan）

未参与新研究的西南研究院（得克萨斯州）行星科学家克里斯托弗·格莱因（Christopher Glein）表示，他对这一声明的反应是“感兴趣但持保守态度”。

“我们需要抵制寻找‘确凿证据’的诱惑，”他表示，“寻找生命是困难的。要构建令人信服的案例，需整合多条自洽的证据链。”

其他批评者认为，马杜苏丹团队通过构建选择性模型进行了“统计操纵”——在该模型中，DMS和DMDS是K2-18b大气光谱中一半信号的唯一解释，从而人为提升了这些分子的重要性。

“可重复性是科学的标志。我们需要看到进展，”格莱因说，“他们是真的在草堆中找到了针，还是仅仅发现了一根尖锐的稻草？”

是生命的回响，还是无生命的化学反应？

一颗行星若要孕育生命，首先必须宜居。

2021年，K2-18b的初步大气成分分析使马杜苏丹团队提出，该行星可能拥有一个被富氢大气层覆盖的温暖海洋。这一结论的关键在于探测到了其大气中的二氧化碳，促使团队认为该星球可能具备支持微生物生命的潜力。

然而，最新研究对二氧化碳的计算结果提出质疑，指出该行星可能因距离恒星过近而无法在表面维持稳定的液态水。

“尽管我们非常希望如此，但我不确定K2-18b是否宜居，”格莱因表示。

他表示，科学家对K2-18b等亚海王星系外行星的化学理解仍处于早期阶段，这意味着我们尚不确定这些星球的无生命背景（非生物成分）应是什么样。“这些需要时间——近年来我们已认识到，出现异常现象未必一定意味着生命存在，”格莱因说。

未参与新研究的伦敦帝国学院行星科学家马特·根奇（Matt Genge）指出，在科学家能自信地将信号归因于生命而非非生物化学或地质过程之前，需要更多背景信息和可能的形成途径来解释该行星大气中检测到的大量分子。

“当宣布如发现外星生命般重大的事项时，确凿证据的门槛会极高，”根奇说，“作为一名研究行星的地质学家，我质疑‘这些分子只能由生命产生’的假设。”

行星表面的波浪，反射着恒星的红色光芒

假设K2-18b确实是一颗海洋行星，此插画描绘了其表面可能的景象。（图片来源：AI生成，作者：Shang-Min Tsai /UCR）

格莱因表示，若未来观测确定该行星大气中确实存在DMS或DMDS，“那么我们可能看到的是一些‘酷化学’而非生物化学的证据。正如卡尔·萨根所言，生命是最后的解释手段。”

未参与新研究的天体生物学家迈克尔拉·穆西洛娃（Michaela Musilova）表示，学界对DMS是否应被视为可靠的生物标志物也存在分歧。近期一项研究表明，紫外线辐射、甲烷和硫化氢之间的相互作用可能在一颗本不宜居的行星高层大气中积累DMS和DMDS。

穆西洛娃指出，在一颗无生命的寒冷彗星上也检测到了微量DMS，“这表明此类分子可能通过我们尚未熟悉的化学过程产生。”

“在成果被多个团队通过多种方法验证之前，所有与生物标志物及探测外星生命直接相关的内容，对我而言仍属于‘潜在发现’范畴，”她补充道。

地外生命探索中不乏诱人线索，但最终常被证实为非生物解释。例如，金星云层中曾被视作潜在生物标志物的磷化氢信号最终被证明是误报。系外行星大气的复杂性和当前观测技术的局限性，使得解读来自光年之外的信号成为一项微妙而艰巨的任务。

穆西洛娃表示，即使K2-18b最终被证明不存在生命，从中获得的技术与见解也将有助于未来对其他潜在宜居世界的研究。“天体生物学领域的每一组新数据都弥足珍贵，它们能推动我们更好地理解宇宙他处是否存在外星生命，以及地球生命如何起源。”

“我只希望我们在热情中保持适度的耐心，”格莱因说，“这将是一段有趣的旅程，但请系好安全带。”

责任编辑：杨伯顺

牧夫新媒体编辑部

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工作中的JWST艺术想象图

图片来源：欧洲航空局

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