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翻譯：王婧彧

校對：申振宇 楊宜修

審閱：李宜驊

美編：李鳴晨

后臺：胡永葳

原文鏈接：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

這張藝術想象圖展示了行星K2-18b、它的宿主恒星以及該系統中的另一顆伴星。（圖片來源：ESA/Hubble, M. Kornmesser）

近期，一支天文學家團隊宣布發現了“迄今為止最有力的證據”證明太陽系外存在生命，引發了全球頭條新聞關注，似乎開啟了人類尋找外星生命的最新篇章——但事實果真如此嗎？

該團隊的發現基于對詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）數據的分析，指出獅子座中一顆距離地球約120光年的行星K2-18b的大氣中存在豐富的二甲基硫醚（DMS）分子。由于DMS在地球上幾乎完全由海洋藻類等生命形式產生，天文學家認為它是宇宙中尋找過去或現存生命的潛在“生物標志物”。劍橋大學的尼庫·馬杜蘇丹（Nikku Madhusudhan）及其同事認為，K2-18b上存在DMS及其化學近親二甲基二硫醚（DMDS，同樣為潛在生物標志物）的最佳解釋是：這顆行星可能是一個“充滿生命”的海洋世界。

“這是我們首次看到一個可能存在生命的異星世界的跡象，”馬杜蘇丹在新聞發布會上告訴記者，“這是一個革命性的時刻。”

然而，這一聲明引發的興奮很快被學術界的謹慎態度沖淡。科學家們強調，結果仍是初步的，并存在多個不確定項。其中最重要的是，馬杜蘇丹團隊報告的DMS檢測結果僅具有3統計顯著性，即有0.3%的概率為隨機現象。專家指出，這未達到科學發現通常要求的5標準（將假陽性概率降至0.00003%），后者意味著研究結果因統計誤差產生的概率極低。

此外，用于K2-18b新研究的數據似乎達到了JWST的觀測極限。批評者稱，研究人員可能使用了存在偏差的模型，人為放大了DMS在該行星大氣中存在的重要性。

“斷定已檢測到DMS似乎為時過早，”未參與此項研究的佛羅里達理工學院天體生物學家馬納斯維·林甘（Manasvi Lingam）表示。最新研究“涉及新數據，但在數據被他人獨立分析之前，我們無法對K2-18b的宜居性及潛在生命存在做出任何斷言。”

加州大學河濱分校天體生物學助理教授埃迪·施維特曼（Eddie Schwieterman，未參與新研究）表示，他尤其驚訝的是，在檢測到可能的DMS或DMDS信號同時未檢測到乙烷。他解釋道，宿主恒星的紫外線輻射應分解這些分子并生成大量乙烷作為副產物，因此馬杜蘇丹數據中乙烷的缺失與科學家對行星大氣的普遍理解不符。

“要么是我們的模型有誤，要么DMS/DMDS可能并不存在，”施維特曼表示，“在太陽系外尋找生命不會‘一蹴而就’——這個過程中必然會出現誤報，這次可能就是其中之一。”

以新視角審視舊數據

馬杜蘇丹及其同事早在2023年就使用JWST首次報告了K2-18b上可能的DMS檢測結果。該發現同樣遭到質疑，且獨立分析同一數據后未能得到支持。然而，最新研究使用了JWST的另一臺儀器，并在不同波長下分析該行星。研究團隊稱，這為DMS/DMDS分子的存在提供了更強、更清晰的證據。

盡管如此，許多科學家再次對這一高調聲明持懷疑態度，強調需要經過嚴格的科學審查，因為K2-18b大氣中檢測到的目標分子可能存在更普通的非生物解釋。

K2-18b的透射光譜

利用JWST MIRI光譜儀繪制的宜居帶系外行星K2-18b的透射光譜。（圖片來源：A. Smith, N. Madhusudhan）

未參與新研究的西南研究院（得克薩斯州）行星科學家克里斯托弗·格萊因（Christopher Glein）表示，他對這一聲明的反應是“感興趣但持保守態度”。

“我們需要抵制尋找‘確鑿證據’的誘惑，”他表示，“尋找生命是困難的。要構建令人信服的案例，需整合多條自洽的證據鏈。”

其他批評者認為，馬杜蘇丹團隊通過構建選擇性模型進行了“統計操縱”——在該模型中，DMS和DMDS是K2-18b大氣光譜中一半信號的唯一解釋，從而人為提升了這些分子的重要性。

“可重復性是科學的標志。我們需要看到進展，”格萊因說，“他們是真的在草堆中找到了針，還是僅僅發現了一根尖銳的稻草？”

是生命的回響，還是無生命的化學反應？

一顆行星若要孕育生命，首先必須宜居。

2021年，K2-18b的初步大氣成分分析使馬杜蘇丹團隊提出，該行星可能擁有一個被富氫大氣層覆蓋的溫暖海洋。這一結論的關鍵在于探測到了其大氣中的二氧化碳，促使團隊認為該星球可能具備支持微生物生命的潛力。

然而，最新研究對二氧化碳的計算結果提出質疑，指出該行星可能因距離恒星過近而無法在表面維持穩定的液態水。

“盡管我們非常希望如此，但我不確定K2-18b是否宜居，”格萊因表示。

他表示，科學家對K2-18b等亞海王星系外行星的化學理解仍處于早期階段，這意味著我們尚不確定這些星球的無生命背景（非生物成分）應是什么樣。“這些需要時間——近年來我們已認識到，出現異常現象未必一定意味著生命存在，”格萊因說。

未參與新研究的倫敦帝國學院行星科學家馬特·根奇（Matt Genge）指出，在科學家能自信地將信號歸因于生命而非非生物化學或地質過程之前，需要更多背景信息和可能的形成途徑來解釋該行星大氣中檢測到的大量分子。

“當宣布如發現外星生命般重大的事項時，確鑿證據的門檻會極高，”根奇說，“作為一名研究行星的地質學家，我質疑‘這些分子只能由生命產生’的假設。”

行星表面的波浪，反射著恒星的紅色光芒

假設K2-18b確實是一顆海洋行星，此插畫描繪了其表面可能的景象。（圖片來源：AI生成，作者：Shang-Min Tsai /UCR）

格萊因表示，若未來觀測確定該行星大氣中確實存在DMS或DMDS，“那么我們可能看到的是一些‘酷化學’而非生物化學的證據。正如卡爾·薩根所言，生命是最后的解釋手段。”

未參與新研究的天體生物學家邁克爾拉·穆西洛娃（Michaela Musilova）表示，學界對DMS是否應被視為可靠的生物標志物也存在分歧。近期一項研究表明，紫外線輻射、甲烷和硫化氫之間的相互作用可能在一顆本不宜居的行星高層大氣中積累DMS和DMDS。

穆西洛娃指出，在一顆無生命的寒冷彗星上也檢測到了微量DMS，“這表明此類分子可能通過我們尚未熟悉的化學過程產生。”

“在成果被多個團隊通過多種方法驗證之前，所有與生物標志物及探測外星生命直接相關的內容，對我而言仍屬于‘潛在發現’范疇，”她補充道。

地外生命探索中不乏誘人線索，但最終常被證實為非生物解釋。例如，金星云層中曾被視作潛在生物標志物的磷化氫信號最終被證明是誤報。系外行星大氣的復雜性和當前觀測技術的局限性，使得解讀來自光年之外的信號成為一項微妙而艱巨的任務。

穆西洛娃表示，即使K2-18b最終被證明不存在生命，從中獲得的技術與見解也將有助于未來對其他潛在宜居世界的研究。“天體生物學領域的每一組新數據都彌足珍貴，它們能推動我們更好地理解宇宙他處是否存在外星生命，以及地球生命如何起源。”

“我只希望我們在熱情中保持適度的耐心，”格萊因說，“這將是一段有趣的旅程，但請系好安全帶。”

責任編輯：楊伯順

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

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工作中的JWST藝術想象圖

圖片來源：歐洲航空局

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