詹姆斯韋伯望遠鏡在 124 光年外的海洋系外行星上探測到可能與生命有關的氣體

詹姆斯韋伯太空望遠鏡捕捉了系外行星 K2-18 b 大氣層的數據。這顆行星在其恆星的宜居帶內運行，距離地球 124 光年。由劍橋大學研究人員領導的團隊已經確定了與二甲基硫醚或二甲基二硫醚相容的光譜訊號。地球上的這些化合物主要來自海洋生物過程。

此次觀察使用了 MIRI 儀器，該儀器的工作波長與先前分析中使用的波長不同。訊號達到三西格瑪水準。這相當於大約有 0.3% 的可能性是純噪音。這次檢測發生在 2025 年 4 月，強化了 2023 年的初步數據，這些數據已經顯示出微弱的相同化合物痕跡。

K2-18 b 於 2015 年被開普勒望遠鏡發現。世界的半徑約為地球的2.6倍，質量約為地球的8.6倍。模型顯示密度足夠低，表示存在大量的水。這顆行星屬於亞海王星類別，在銀河系中很常見，但在太陽系中不存在。

行星滿足可能形成全球海洋的條件

詹姆斯韋伯 (James Webb) 先前在 2023 年的觀測證實了 K2-18 b 大氣中存在甲烷和二氧化碳。氨的含量達到了純氣態行星預期的水平，這強化了富含氫層下方存在液態水的環境的想法。

這種組合定義了 Hycean 世界的概念。其中，深海將覆蓋地表，而高層大氣則含有氫氣。行星從恆星接收的能量類似地球從太陽接收的能量。氣候模型顯示水可以大規模地以液態存在。

• 半徑是地球的2.6倍
• 質量相當於地球的8.6倍
• 軌道位於宜居帶內
• 大氣中顯示出甲烷和二氧化碳
• 檢測到氨含量低

這些特徵將 K2-18 b 與迄今為止研究的其他亞海王星區分開來。

二甲硫醚檢測專家意見不一

二甲硫醚（DMS）在地球上與海洋浮游植物結合。 K2-18 b 的估計濃度將超過陸地濃度幾個數量級。劍橋團隊認為該訊號與生物活動一致，儘管他們避免明確肯定生命。

發表幾週後，芝加哥大學的研究人員重新評估了相同的數據。他們得出的結論是，該訊號可能是由儀器雜訊或校準變化引起的。隨後的獨立分析，包括 James Webb 的多儀器集成，進一步證實了 DMS 或 DMDS 缺乏可靠的統計證據。

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三西格瑪水準低於天文學高影響力發現所需的五西格瑪標準。先前的案例，例如金星上的磷化氫案例，已經表明初步跡象可能並不成立。

重新分析凸顯數據局限性

結合 NIRISS、NIRSpec 和 MIRI 觀測結果的研究發現，無需 DMS 即可解釋光譜。其他帶有甲基的化合物，例如乙烷，也會產生類似的吸收模式。

數據縮減顯示對處理管道中微小變化的敏感性。包含 DMS 的模型並不總是優於分子較少的簡單版本。與較短波長帶相比，MIRI 光譜中資訊的內容較低。

天文學家強調，詹姆斯·韋伯使得對宜居帶內系外行星的大氣層進行了前所未有的詳細研究。 K2-18 b 作為這些技術的測試。新的觀測計劃將增強或反駁人們對訊號的信心。

亞海王星系外行星表徵的進展

K2-18 b 代表了可居住區的第一個世界，其大氣層在多個光譜帶中進行了分析。觀察證實甲烷是某些模型中的主要成分。它們也限制了無海洋大氣中預期存在的某些氣體的存在。

圍繞 DMS 的爭論說明了科學過程。獨立重新分析測試初步結果。社區等待更多的行星凌日來累積數據並減少不確定性。

對系外行星的研究仍在進行中。團隊計劃在接下來的周期中與詹姆斯·韋伯進行更多觀察。目的是更好地繪製大氣成分圖，並澄清非生物機制是否可以解釋檢測到的痕跡。