韦伯再次观测 K2-18b，寻找“生命气体”
BALI @ 2024.05.03 , 07:03 上午利用韦伯太空望远镜，天文学家在K2-18 b行星大气中探测到可能仅由生命产生的二甲基硫化物(DMS)气体，为寻找外星生命提供了新线索。
随着我们继续探索宇宙，我们发现了越来越多的可能孕育生命的系外行星。其中一个世界是K2-18 b，这是一颗最近因大气中存在引人注目的二甲基硫化物(DMS)气体分子而受到天文学家关注的系外行星。
K2-18 b上的碳足迹
2023年9月，剑桥大学的天文学家Nikku Madhusudhan宣布了一个非常有趣的发现。
利用强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，Madhusudhan和他的团队在系外行星K2-18 b上探测到了含碳分子的存在，包括甲烷和二氧化碳。
这一发现增加了其他近期研究的分量，这些研究暗示K2-18 b可能是一个海王星类型的系外行星，其特征是富含氢的大气和被水覆盖的表面。
“我们的发现强调了在寻找地球外生命时考虑多样化的宜居环境的重要性，”宣布这些结果的论文的主要作者Madhusudhan解释说。
“传统上，寻找系外行星上的生命主要集中在较小的岩石行星上，但更大的海王星类型世界对大气观测更有利，”他继续说。
二甲基硫化物(DMS)的诱人迹象
最初的韦伯观测还提供了一种名为二甲基硫化物(DMS)的分子的可能探测。在地球上，这种分子“只由生命产生”，主要由海洋环境中的浮游植物产生。
甲烷和二氧化碳的丰富以及氨的缺乏支持了K2-18 b可能在富含氢的大气下有一个水下海洋的假设。
“这真是一个震惊，我为此一周都睡不好觉，”Madhusudhan博士回忆起分析显示行星大气中可能存在DMS迹象的那一刻时充满热情地说，“那一周，我甚至没有勇气告诉我自己的团队。”
为什么DMS的一丝线索让天文学家再次审视
二甲基硫化物(DMS)是一种有机化合物，化学式为(CH3)2S。这种无色、易燃的液体具有一种特有的气味，常与海洋的气味联系在一起。
DMS在地球的硫循环中起着至关重要的作用，并且由于其作为外星生命的生物标志物的潜力而受到了极大的关注。
DMS在地球上的生物学意义
在地球上，二甲基硫化物主要由海洋生物产生，特别是浮游植物。这些微小的光合作用生物在其代谢过程中释放DMS作为副产品。
当DMS进入大气层时，它会经历氧化过程，有助于形成云凝结核。这一过程影响云的形成，进而影响地球的气候。
DMS作为外星生命的生物标志物
在遥远的系外行星上探测DMS存在许多挑战。这种分子的光谱特征难以与其他化合物区分，其在大气中的存在可能被其他气体掩盖。
在系外行星的大气中探测到DMS，如K2-18 b，对寻找外星生命具有重要意义。
在地球上，DMS完全由生物过程产生，使其成为一个引人注目的生物标志物。系外行星大气中DMS的存在暗示了可能存在类似于地球上浮游植物的海洋生命。
K2-18 b：一个独一无二的系外行星
K2-18 b围绕凉爽的矮星K2-18运行，在宜居带内，距离地球大约120光年，在狮子座星座。K2-18 b的半径是地球的2.6倍，与我们太阳系中的任何天体都不同。
这些亚海王星类型的系外行星了解甚少，它们的大气性质是天文学家之间积极讨论的话题。
“尽管这种类型的行星在我们的太阳系中不存在，但亚海王星是迄今为止已知的银河系中最常见的行星类型，”卡迪夫大学团队成员Subhajit Sarkar解释说。
“我们已经获得了迄今为止最详细的宜居带亚海王星的光谱，这使我们能够弄清楚其大气中存在的分子，”Sarkar总结道。
宇宙侦探故事继续
该团队现在正在使用JWST的MIRI(中红外光谱仪)进行后续研究，希望进一步验证他们的发现，并为K2-18 b上的环境条件提供新的见解。
尽管在系外行星上推断DMS的存在非常诱人，但需要进一步验证。正如Madhusudhan解释的那样，“即将到来的韦伯观测应该能够确认DMS是否真的在K2-18 b的大气中以显著水平存在。”
“我们的最终目标是在一颗宜居的系外行星上识别生命，这将改变我们对宇宙中我们位置的理解，”Madhusudhan总结道。“我们过去的发现和未来的研究是朝着更深入理解海王星类型世界在这个探索中的一个有希望的步骤。”
在K2-18 b上发现生命的影响
当我们站在潜在变革性发现的边缘时，K2-18 b上外星生命的诱人迹象提醒我们，在浩瀚的宇宙中等待着我们的无限可能性。
像Nikku Madhusudhan和他的团队这样的天文学家的不懈努力，加上韦伯望远镜无与伦比的能力，使我们比以往任何时候都更接近回答人类最深刻的问题之一：我们是否孤独？
当我们热切期待即将到来的观测和它们可能带来的启示时，我们被那些寻求解开宇宙奥秘的人的不懈好奇心和坚定奉献精神所鼓舞，他们推动了我们理解的边界，并重新定义了我们在宇宙中的位置。
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