据环球网26日报道,英国皇家天文学会称:在目前已发现的6000多颗系外行星中,有45颗可能具备潜在生命存在的条件。今天我们就来介绍其中一颗更具代表性的目标。来自国际科研团队的研究,借助詹姆斯·韦伯太空望远镜,在距离地球约120光年的一颗系外行星大气中,探测到了水蒸气,甚至还捕捉到甲烷和二氧化碳的信号。这颗行星有何独特之处?为何这些气体的出现会引发“可能存在生命”的讨论?
这颗行星编号为K2-18 b,最早由开普勒K2任务发现。它的质量约为地球的8倍,半径约为地球的2.6倍,属于典型的“次海王星”类行星。它围绕一颗红矮星运行,这类恒星质量小、温度低、亮度较弱,但寿命却极其漫长,通常可以达到数百亿年至万亿年量级,是宇宙中最常见的恒星类型。
正因为恒星较冷,其“宜居带”范围也更靠近恒星。K2-18 b的轨道距离大约为0.15个天文单位,公转周期约33天。相比之下,地球绕太阳一周需要365天,而水星的轨道周期为88天。尽管它离恒星更近,但由于恒星亮度较低,它恰好位于理论上的宜居带内,也就是可能存在液态水的区域,这也是它备受关注的重要原因。
过去,科学家认为,这类行星由于质量较大,可能拥有厚重的大气层,表面环境未必适合生命存在。然而,韦伯望远镜的观测带来了新的线索。通过对大气的光谱分析,研究人员发现,K2-18 b的大气中不仅含有水蒸气,还检测到了甲烷和二氧化碳。这些气体的组合,使其成为目前少数具备“类地化学环境特征”的系外行星之一。
这些气体之所以引发关注,并不是因为“发现它们就等于发现生命”,而是因为它们可能构成一种关键线索——“化学不平衡”。在自然条件下,甲烷和二氧化碳往往会参与反应逐渐减少,如果它们能够长期稳定存在,往往意味着有持续的补充机制。在地球上,这种补充通常与生命活动有关,例如微生物代谢或生物地球化学循环。
更引人关注的是,有研究团队提出,在K2-18 b的大气中可能还存在微量的二甲基硫(DMS)。在地球上,这种气体几乎完全由海洋浮游生物产生,因此被认为是一种潜在的“生物标志气体”。不过,这一发现目前仍存在争议,还需要更多观测数据来确认。
基于现有数据,科学家提出,K2-18 b可能属于一种被称为“Hycean行星”的类型,即拥有富含氢的大气层,下方可能覆盖着广阔的海洋。如果这一模型成立,那么这类行星或许可以提供一种不同于地球的生命存在环境。毕竟,地球生命本身就起源于海洋,类似的环境在理论上具备孕育生命的可能。
当然,K2-18 b是否真的适合生命存在,仍然存在不少疑问。例如,它厚重的大气层可能带来强烈的温室效应,使表面温度远高于预期;红矮星的活动也可能产生高能辐射,对大气稳定性和生命分子构成威胁。此外,目前所有关于其大气成分的判断,仍然依赖间接观测,精度和确定性都有待提高。
这项研究的背后,是韦伯太空望远镜强大的观测能力。其近红外光谱仪(NIRSpec)和中红外仪器(MIRI)可以通过分析恒星光穿过行星大气时留下的“光谱指纹”,识别出不同分子的存在。这使得人类首次具备了在数十甚至上百光年外“分析行星大气”的能力。
目前,科学家已经申请更长时间的观测,希望进一步确认包括二甲基硫在内的关键气体信号。如果这些结果得到验证,那么系外行星研究可能迎来一次重要突破——从“可能宜居”,迈向“可能存在生命”。
随着观测技术的不断进步,像K2-18 b这样的行星,正在逐渐把一个古老的问题拉回现实:在人类之外,宇宙中是否还存在其他生命?甚至,是否存在我们尚未理解的生命形式?这或许不再只是哲学命题,而是一个正在被科学一步步逼近的答案。
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