韦伯可能没有在K2-18b上检测到生物特征气体

2023年，天文学家报告称，在超级地球系外行星 K2-18b 的大气层中初步检测到二甲硫醚，这种物质主要由地球上的海洋微生物产生，被视为生物特征气体。在加州大学《天体物理学杂志快报》上发表的一篇论文中，河滨天文学家 Shang-Min Tsai 及其同事对这一发现提出了质疑，但也概述了 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜如何验证二甲硫醚的存在。

K2-18是一颗红矮星，距离狮子座约 111 光年。

这颗恒星也被称为 EPIC 201912552，拥有两颗巨大的系外行星：K2-18b 和 K2-18c。

K2-18b 于 2015 年首次发现，其半径是地球的 2.2 倍，质量约为地球的 8 倍。

这颗行星每 33 天绕其恒星运行一次，距离约为 0.15 个天文单位，地球相似指数为 0.73。

它接收到的光强度是地球的1.28倍，其平衡温度为28华氏度(负2摄氏度)。

K2-18c于 2017 年被发现，质量约为地球的 7.5 倍，每 9 天绕主恒星运行一周，并且可能温度太高，不适合居住。

2023年，天文学家报告称在K2-18b的大气中初步检测到二甲硫醚(DMS)。

“K2-18b 获得的太阳辐射量几乎与地球相同，”蔡博士说。

“如果除去大气层这一因素，K2-18b 的温度接近地球，这也是寻找生命的理想环境。”

“K2-18b 的大气主要是氢气，与我们的氮基大气不同。”

“但有人猜测 K2-18b 也有水海洋，就像地球一样。这使得 K2-18b 成为一个潜在的Hycean 世界，这意味着氢大气和水海洋的结合。”

“就寻找生命而言，锦上添花的是，去年研究人员报告称，在该行星的大气层中初步检测到了 DMS，它是由地球上的海洋浮游植物产生的。”

“DMS 是地球上空气中硫的主要来源，可能在云的形成中发挥作用。”

由于望远镜数据尚无定论，Tsai 博士和合著者希望了解 K2-18b 上是否可以积累足够的 DMS 达到可检测的水平。

“来自 Webb 的 DMS 信号不是很强，仅在分析数据时以某些方式出现，”蔡博士说。

“我们想知道是否可以确定 DMS 的暗示。”

根据解释 DMS 物理和化学以及氢基大气的计算机模型，研究人员发现数据不太可能显示 DMS 的存在。

“该信号与甲烷强烈重叠，我们认为从甲烷中提取 DMS 超出了该仪器的能力，”Tsai 博士说。

然而，科学家们相信 DMS 可能会累积到可检测的水平。

为此，浮游生物或其他生命形式产生的 DMS 必须是地球上现有量的 20 倍。

考虑到系外行星与地球的距离，探测系外行星上的生命是一项艰巨的任务。

为了找到 DMS，韦伯需要使用一种比去年使用的仪器能够更好地探测大气中红外波长的仪器。

幸运的是，该望远镜将在今年晚些时候使用这样的仪器，明确揭示 K2-18b 上是否存在 DMS。

“系外行星上最好的生物特征可能与我们今天在地球上发现的最丰富的生物特征有很大不同，”加州大学河滨分校的天体生物学家埃迪·施维特曼博士说。

“在一个大气层富含氢的星球上，我们可能更有可能发现生命产生的 DMS，而不是像地球上那样由植物和细菌产生的氧气。”