120光年外的一顆星球,很可能存在生命!韋伯望遠鏡發現重要線索

2023-09-14     魅力科學君

原標題:120光年外的一顆星球,很可能存在生命!韋伯望遠鏡發現重要線索

地外生命是否真的存在?這是一個備受關注的話題,實際上,科學家們也一直在致力於尋找地外生命的研究。2021年底,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,下文簡稱韋伯望遠鏡)發射升空,而它的主要科學目標之一,正是研究系外行星的形成、演化、大氣成分、溫度、氣候、自然環境條件以及是否有生命存在的可能性。

作為目前深空觀測能力最強大的太空望遠鏡,韋伯望遠鏡能夠以前所未有的精度對系外行星進行觀測,所以在尋找地外生命這方面,人們也對它寄予厚望。根據近日發表在《天體物理學雜誌快報》上的一項研究,韋伯望遠鏡發現了重要線索,表明在120光年外的一顆星球上,很可能存在生命。

這顆星球被命名為「K2-18b」,最初由開普勒望遠鏡於2015年發現,它在天空中位於獅子座方向,距離我們大約120光年。觀測數據表明,「K2-18b」的半徑約為地球的2.61(±0.087)倍,質量約為地球的8.63(1.35)倍,平均密度約為2.67(+0.52/-0.47)克/立方厘米,因此被歸類為迷你海王星。

「K2-18b」圍繞著一顆名為「K2-18」的紅矮星運行,公轉周期約為33個地球日,其橢圓軌道的半長軸約為0.159個天文單位,由於紅矮星比太陽小得多,因此這樣的距離使「K2-18b」正好位於其主恆星的宜居帶之中。

其實早在2019年,科學家就發現「K2-18b」的大氣層中疑似存在著水蒸氣,並因此而對它高度關注,在韋伯望遠鏡發射升空之後,這顆星球自然也被列入了該望遠鏡的「觀測名單」之內。不過由於韋伯望遠鏡必須在合適的角度上,才可以在「K2-18b」從其主恆星前面經過時獲取到它的透射光譜,因此這需要一定的時間。

這裡需要簡單科普一下,在一顆行星圍繞它的主恆星公轉的過程中,其主恆星的一部分光線會穿過行星的大氣層,這就會形成一個透射光譜,在特定的位置上,我們就可以獲取到它,通過對其進行分析,我們就能推測出該行星的大氣成分。

在經過長時間的等待之後,韋伯望遠鏡終於獲取到了「K2-18b」的透射光譜,根據研究人員的介紹,這一次的觀測提供了與哈勃望遠鏡在八次類似觀測中獲得的數據一樣多的數據,並且精度還更高。

分析結果表明,「K2-18b」的大氣層中確實存在著水蒸氣,除此之外,研究人員還在這顆星球的大氣中發現了豐富的二氧化碳和甲烷。在我們地球上,二氧化碳和甲烷都可以由生物的活動產生,特別是甲烷,可以說地球上大部分的甲烷都是來自微生物的「產甲烷作用」。

另一方面來講,根據韋伯望遠鏡的觀測數據,「K2-18b」的大氣還缺乏一種系外行星大氣中的常見物質——氨,研究人員推測,從理論上來講,迷你海王星上是可以有液態海洋存在的,所以出現這種現象的原因,很可能是因為這顆星球上存在著大片的海洋,進而使大氣層中的氨被大量溶解在海水之中(氨氣極易溶於水)。

水蒸氣、二氧化碳、甲烷以及可能存在的海洋,就暗示了「K2-18b」有存在生命的可能。而更引人注目的是,韋伯望遠鏡還發現了一個重要線索:在「K2-18b」的大氣層中似乎存在著二甲基硫醚(DMS)。

簡單來講,二甲基硫醚是一種硫醚化合物,其化學式是「C2H6S」,根據已知的研究,這種物質只可能由生物活動產生。

在我們地球上,二甲基硫醚主要是由海洋中的浮游生物產生的,除此之外,一些海洋生物死亡之後,其遺骸可能會被微生物分解,在此過程中也會產生一定數量的二甲基硫醚,實際上,我們在海邊聞到的那種略帶腥味的「海洋氣息」,其實就與二甲基硫醚密切相關。

正是因為上述原因,研究人員才認為「K2-18b」這顆星球上很可能存在生命,並將此次研究形容為「充滿希望的一步」。就目前的情況來看,研究人員對此次檢測到二甲基硫醚的結果還不能做到100%的確定,這是因為對這種物質的檢測不確定性較大,需要更多的觀測數據來進行驗證。

不過即將進行的後續研究,會繼續利用韋伯望遠鏡進行下一輪的觀測,以便確定「K2-18b」的大氣層中是否真的存在二甲基硫醚。研究人員表示,我們的最終目標是在其他的星球上找到地外生命的蹤跡,這或許將會徹底改變我們對人類在宇宙中的位置的理解。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/5e801bbe8cdfd24dae54a27e2af096e6.html