一幅插图展示了一颗海星（hycean）系外行星——一颗在富含氢的大气层下拥有液态水海洋的系外行星——绕着一颗红矮星运行。根据詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测，系外行星K2-18 b可能属于这一类别。 A. Smith、N. Madhusudhan/剑桥大学
这是一个具有里程碑意义的发现，科学家们利用詹姆斯韦伯太空望远镜获得了他们所说的迄今为止太阳系外可能存在生命的最强烈迹象，在一颗系外行星的大气层中探测到了地球上仅由生物过程产生的气体的化学指纹。
韦伯对 K2-18 b 行星的观测中涉及的两种气体——二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS），是由地球上的生物体产生的，主要是微生物，例如海洋浮游植物——藻类。
研究人员表示，这表明这颗行星上可能充满了微生物生命。然而，他们强调，他们并非宣布发现了真正的生物体，而只是宣布了一种可能的生物特征——一种生物过程的指标——并且应谨慎看待这些发现，还需要进行更多观察。
尽管如此，他们还是表达了兴奋之情。剑桥大学天文研究所的天体物理学家尼库·马杜苏丹（Nikku Madhusudhan）是《天体物理学杂志快报》上发表的这项研究的主要作者，他表示，这是可能存在生命星球的首次迹象。
马杜苏丹表示：“这是太阳系外生命探索的转折点，我们证明了利用现有设施能够探测到潜在宜居行星上的生物特征。我们已经进入了观测天体生物学的时代。”
马杜苏丹指出，目前人们正在努力寻找太阳系中的生命迹象，其中包括火星、金星和各种冰卫星等地可能存在适宜生命生存的环境。广告反馈
K2-18 b 的质量是地球的 8.6 倍，直径约为我们星球的 2.6 倍。
它位于“宜居带”——行星表面可以存在液态水（生命的关键成分）的距离——围绕着一颗比太阳更小、更暗的红矮星运行，该恒星位于狮子座，距离地球约124光年。一光年是光在一年内传播的距离，为5.9万亿英里（9.5万亿公里）。目前还发现有另一颗行星围绕这颗恒星运行。
一个“海洋世界”
自20世纪90年代以来，人们已在太阳系外发现了约5800颗行星，即系外行星。科学家们假设存在一种名为“海洋星球”（hycean worlds）的系外行星——这些行星表面覆盖着一层液态水海洋，适宜微生物生存，并拥有富含氢气的大气层。
韦伯太空望远镜于 2021 年发射， 2022 年投入运行，其早期观测已在 K2-18 b 的大气中发现甲烷和二氧化碳，这是首次在位于恒星宜居带的系外行星大气中发现碳基分子。
“目前唯一能解释詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）迄今为止获得的所有数据（包括过去和现在的观测数据）的假设是，K2-18 b 是一个充满生命的海星世界，”马杜苏丹说道。“然而，我们需要保持开放的心态，继续探索其他假设。”
马杜苏丹表示，如果存在海猿星球，“我们谈论的是微生物生命，可能就像我们在地球海洋中看到的那样。” 据推测，这些星球的海洋温度比地球更高。当被问及是否存在多细胞生物甚至智慧生命时，马杜苏丹回答说：“我们目前无法回答这个问题。基本的假设是简单的微生物生命。”
DMS 和 DMDS 都属于同一化学家族，曾被预测为系外行星的重要生物特征。韦伯太空望远镜发现，该行星大气中存在其中一种，或者两种都存在，置信度高达 99.7%，这意味着该观测结果仍有 0.3% 的可能性是统计上的偶然。
经检测，大气中的这些气体的体积浓度超过百万分之十。
利用韦伯的 NIRISS（近红外成像仪和无缝光谱仪）和 NIRSpec（近红外光谱仪）获得的 K2-18 b 光谱显示，该系外行星的大气中含有丰富的甲烷和二氧化碳，并且可能检测到一种名为二甲基硫醚 (DMS) 的分子。 美国国家航空航天局 (NASA)、欧洲航天局 (ESA)、加拿大航天局 (CSA)、Ralf Crawford (STScI)、Joseph Olmsted (STScI)
马杜苏丹表示：“作为参考，这比地球大气中的浓度高出数千倍，并且无法根据现有知识在没有生物活动的情况下进行解释。”
未参与该项研究的科学家建议谨慎行事。
“来自K2-18b的丰富数据使它成为一个令人着迷的世界，”德克萨斯州西南研究所空间科学部首席科学家克里斯托弗·格莱因说道。“这些最新数据对我们的理解做出了宝贵的贡献。然而，我们必须非常谨慎，尽可能彻底地测试数据。我期待最早下周就能看到更多独立的数据分析工作。”
运输方式
K2-18 b 属于“亚海王星”行星类，其直径大于地球，但小于太阳系最小的气态行星海王星。
为了确定系外行星大气的化学成分，天文学家会从地球的角度分析行星经过其主恒星时发出的光，这被称为凌日法。当行星凌日时，韦伯望远镜可以探测到恒星亮度的下降，并且一小部分星光会穿过行星大气，然后才被望远镜探测到。这让科学家能够确定行星大气的组成气体。
韦伯太空望远镜此前对这颗行星的观测提供了DMS存在的初步线索。此次观测使用了不同的仪器和不同的光波长范围。
马杜苏丹表示，系外行星科学的“圣杯”在于找到太阳系外类地行星上存在生命的证据。马杜苏丹表示，数千年来，人类一直在思考“我们是否是宇宙中唯一的生命”，而现在，或许只需几年时间，我们就能在一个类地行星上发现可能存在生命的证据。
但马杜苏丹仍然敦促谨慎行事。
马杜苏丹表示：“首先，我们需要重复观察两到三次，以确保我们看到的信号是稳健的，并提高检测的重要性”，使统计偶然事件的概率低于大约百万分之一。
“其次，我们需要进行更多的理论和实验研究，以确定是否存在另一种非生物机制（不涉及生物过程的机制）来在像K2-18 b这样的行星大气中生成DMS或DMDS。尽管先前的研究表明，即使对于K2-18 b来说，它们也是可靠的生物特征，但我们需要保持开放的态度，探索其他可能性，”马杜苏丹说道。
因此，这些发现对于这些观察结果是否源于生命来说只是一个“很大的假设”，而且“过早地宣称我们已经发现了生命不符合任何人的利益”，马杜苏丹说。