近日，天文学家声称发现了迄今在另一颗行星上存在生命的最有力证据。但一些天文学家提醒人们保持谨慎，直到其他研究团队证实这一发现，并排除可能的非生物学解释。

行星K2-18b及主恒星艺术图。图片来源：ESA/Hubble, M. Kornmesser

2015年，天文学家首次发现了系外行星K2-18b，并很快确定这是一个有希望寻找生命的地方。这颗行星的质量大约是地球的8倍，围绕一颗距离地球124光年的恒星运行。它位于主恒星的宜居带，那里可能存在液态水。

2019年，研究人员在进一步观测中发现了水蒸气的证据，表明这颗行星可能被海洋覆盖，其上方是富含氢气的大气层。不过，并非所有天文学家都认同这一观点。

2023年，英国剑桥大学的Nikku Madhusudhan和同事使用美国国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），在近红外光下观测了K2-18b的大气层，再次发现了水蒸气、二氧化碳和甲烷存在的证据。

与此同时，他们发现了一条令人兴奋的线索——二甲基硫醚（DMS）。这种分子在地球上仅由生物产生，主要是海洋浮游植物。然而，DMS的迹象非常微弱。许多天文学家认为，需要更有力的证据确定这种分子的存在。

现在，Madhusudhan和同事使用JWST上的另一种仪器中红外相机观测了K2-18b，结果发现了一个更强的DMS信号，以及一种可能相关的分子——二甲基二硫化物（DMDS），后者在地球上同样只由生物产生。研究人员在新闻发布会上宣布了这一发现。

Madhusudhan说：“我们发现的是一条独立证据线，在不同波长范围内，利用不同仪器证明了这颗星球上可能有生物活动。”

研究团队称，对DMS和DMDS的检测达到了统计学显著性的3西格玛水平，意味着这样的数据模式最终是偶然现象的概率为3‰。在物理学中，接受某项发现为真正发现的标准阈值是5西格玛，即350万分之一的概率。

NASA艾姆斯研究中心的Nicholas Wogan表示，这一证据比2023年的结果更有说服力，但仍需要其他团队进行验证。一旦数据公布，其他研究人员就可以开始确认这些发现。但由于解读JWST的数据有难度，这可能需要数周或数月的时间。“这不是你下载数据，然后看是否有DMS那么简单。这是一个超级复杂的过程。”

其他科学家则对此持怀疑态度。美国密歇根大学的Ryan MacDonald说：“JWST的观测结果并没有提供令人信服的证据，证明DMS或DMDS存在于K2-18b的大气层中。”

“对于K2-18b，我们面临‘狼来了’的情况，之前多个达到3西格玛水平的检测结果在经过更仔细的审查后都站不住脚。任何关于地球外存在生命的说法都需要其他科学家的严格检验。”MacDonald补充说。

Madhusudhan团队估计，用JWST进行16至24小时的进一步观测，有助于达到5西格玛水平，但观测行星大气层的难度意味着他们不能保证这一点。

“大气层与行星的比例有点像苹果皮与苹果的关系。”美国威斯康星大学麦迪逊分校的Thomas Beatty说，如果进一步观测能够证明这是一个真正的发现，那将是一个“巨大的进步”。

Wogan补充说，由于数据中的噪声量，达到5西格玛水平也许从根本上就是不可能的。

Madhusudhan团队计算出，K2-18b上DMS和DMDS的可能浓度似乎超过百万分之10，是地球大气浓度的数千倍。如果这被证明是正确的，可能表明那里的生物活性比地球高得多，但要确定这些化学物质源自生物还需进行更多工作。

“我们必须格外谨慎。”Madhusudhan说，“在现阶段，即使我们检测到DMS和DMDS，也不能断言这是由生物活动产生的。但参考已有文献，目前没有任何一种非生命机制能够解释我们所观测到的现象。”

美国麻省理工学院的Sara Seager表示，由于很难证明观测到的现象不可能有非生物学解释，K2-18b可能会在很长一段时间内被列为“候选”天体。“这个问题也许永远无法得到彻底解决。”

出处：头条号 @中国科学报