终于在太阳系外发现最强生命迹象！或是未来人类星际殖民胜地？

2025年4月17日传来一个震惊世界的消息，剑桥大学团队在对距离地球124光年的系外行星研究中，探测到了一些特殊的分子特征，这些特征被认为是迄今为止太阳系外最强生命迹象，该研究已发表于《天体物理学快报》杂志上。

我们知道，在浩瀚无垠的宇宙中，存在着无数颗恒星，而我们太阳只是其中一颗很普通的中小恒星。但偏偏在这颗看起来很普通的恒星周围，存在一颗奇异的蓝色星球 - 地球，更为奇妙的是，在这里孕育了生命，而且具有能够创造文明的人类。

宇宙中有无数颗“太阳”，似乎像地球这样的生命摇篮也应该很普遍存在。人类渴望知音，但迄今为止，人类在地球之外还连生命的一根毛都没发现，这是为什么呢？

或许是因为宇宙太广袤了，广袤得太阳系甚至银河系都像一粒尘埃。而人类的目光，即便借助如今最先进巨大的望远镜，也无法看清任何一颗除了太阳以外的恒星，更别说比恒星小万倍以上的系外行星了。

现在，科学观测即便对太阳系以内的行星，除了金星和火星，稍远点的就只能看到几个像素，无法看清表面。但科学界却声称，已经发现了四五千颗太阳系外行星，甚至发现有些行星具备生命存在的条件。科学家们是如何知道这些信息的呢？

原来，这些发现都是依靠现代科学手段，通过观测得到的各种数据，经过精密计算得到的结果，而并非是真的看到那里有些什么。也就是说，这个世界并非是眼见为实，有时候眼见了并不一定为实，没看到反而能证实其存在呢，这就是科学。

比如空气，科学可以证实它的存在，但人眼却看不见，无法证实。

在发现和观测系外行星的各种方法中，采集获取行星的化学指纹是其中最重要的一种。我们知道，现代科学能够通过一个人的指纹，得到这个人独特唯一的个人信息。所谓行星化学指纹，就是系外行星大气中独特的化学成分，这些特征就像人类的指纹一样具有唯一性，通过对这些化学指纹的分析，天文学家们就能推导出这颗行星的特殊环境，是否具有生命存在的条件。

因此，现代科学观测虽然无法真正的看见任何一颗系外行星，但却可以采集到系外行星的化学指纹。其中，主要是通过观测行星光谱变化，得到其大气成分和温度数据，常用的方法和技术包括但不限于：

凌星法

其原理是，当系外行星从恒星前方经过时，恒星的光线会穿过行星的大气层，大气层中的各种化学物质会吸收特定波长的光，从而在恒星的光谱中形成吸收线。通过对这些吸收线的分析，就可以得到系外行星大气的化学指纹。

凌星法使用的设备主要有地面或太空的大型望远镜，如哈勃空间望远镜、开普勒太空望远镜等。其中，哈勃空间望远镜在近紫外到近红外波段具有很高的观测精度，能够探测到系外行星大气中多种化学物质的吸收线。

直接成像法

其原理是，对一些距离较近且巨大的系外行星可以直接成像，分析其大气的光谱。这种方法需要将行星的光与恒星的光分离，难度较大，但可以提供更详细的行星大气信息。

这种方法的观测设备，一般使用自适应光学系统来校正大气抖动，以及特殊的成像技术来抑制恒星的强光。例如，欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT），其配备了自适应光学系统；专门的系外行星成像仪器，如 SPHERE 和 GPI，能够在近红外波段对系外行星进行直接成像和光谱观测。

径向速度法

其原理是，恒星和行星之间的引力相互作用，会导致恒星产生微小的周期性运动，利用这种引力摄动，通过观测恒星光谱的多普勒频移来探测行星的存在。

这种方法的关键设备是高精度的光谱仪，如位于智利的高精度径向速度行星搜索器（HARPS），能够精确测量恒星光谱的多普勒频移，从而发现系外行星，并为研究行星大气提供重要的数据。

此外，随着技术的不断发展，天文学家还在探索其他方法来获取系外行星的大气化学指纹，如利用引力微透镜效应等；新的观测设备和技术也在不断涌现，如詹姆斯・韦伯空间望远镜（JWST），它具有更高的分辨率和更宽的波长覆盖范围，将为系外行星大气研究提供更强大的工具。

系外行星大气中的化学指纹，是指在系外行星大气中存在的一些特定化学物质或化学特征，它们能够为我们提供关于系外行星的成分、形成和演化过程等方面的重要信息。

常见的系外行星化学指纹包括但不限于以下内容：

水

水是一种常见的化学指纹。在系外行星大气中，水的存在可以通过其在红外波段的吸收特征来识别。水的存在对于判断行星是否具有适宜生命存在的条件具有重要意义，因为水是生命存在的重要基础之一。

二氧化碳

二氧化碳也是一种重要的化学指纹。它在红外波段有独特的吸收特征，可以帮助天文学家了解行星的大气组成和气候条件。在一些系外行星上，二氧化碳可能是大气的主要成分之一，其含量和分布情况对于研究行星的气候演化具有重要价值。

甲烷

甲烷在红外波段也有明显的吸收特征。它的存在可能与行星上的生物活动或地质过程有关。例如，在地球上，甲烷主要是由生物活动产生的，因此在系外行星大气中发现甲烷，可能暗示着该行星上存在生命的可能性。

氧气和臭氧

氧气和臭氧是与生命存在密切相关的化学指纹。氧气在可见光和红外波段有吸收特征，臭氧则在紫外波段有强烈的吸收。在地球上，氧气和臭氧的存在是生命活动的结果，因此在系外行星大气中发现这些气体，将是寻找外星生命的重要线索。

对行星特定化学指纹的研究有着重要意义。既可以了解行星的形成和演化，也可以探索宇宙中地外生命的线索，同时通过行星之间的特殊化学指纹比较，更好的了解理解行星的多样性和共性，不断认知行星系统形成和演化的规律。

现在，我们回到开始的话题，科学家们到底发现了哪颗行星的哪些化学指纹，而倍感振奋呢？

这颗行星叫 K2 - 18b，也被称为EPIC 201912552 b，是一颗坐落在狮子座方位，围绕红矮星 K2 - 18 运行的太阳系外行星，距离地球约为124光年，于2015年被开普勒太空望远镜发现。经过多年观测研究，发现那里的大气化学指纹有许多令人感兴趣的特征，而最近的发现尤为令人振奋：

2019 年，加拿大蒙特利尔大学和伦敦大学的研究人员使用哈勃太空望远镜研究发现，K2 - 18b 的大气中含有高浓度的水蒸气，其范围可能介于 0.01% 至 12.5% 之间，最高可达 20% 至 50%。这是太阳系外行星存在液态水的证据，意味着该行星可能存在大量的液态水，甚至很可能其表面被海洋覆盖。

詹姆斯・韦布空间望远镜最近的观测发现，K2-18b 大气中存在甲烷、二氧化碳以及二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）等。这些发现与 “氢海行星” 的理论预测相符，即其富含氢气的大气层之下，可能是一个被海洋覆盖的宜居世界。

通过前面说的凌星法、径向速度法等科学观测方法，天文学家们还得到了 K2 - 18b 行星的大小、质量和表面温度等信息，估算出其质量约为地球的 8.6 倍，直径约为地球的 2 倍，被归类为超级地球或次海王星。其公转轨道位于恒星的宜居带内，公转周期为33天，平均温度估计约为 265±5K（8±5℃），在这样的温度条件下，水有可能以液态形式存在于行星表面。

4月17日，英国剑桥大学领导的天文学家团队在《天体物理学快报》杂志上发表研究，他们在2023年观测到极其微弱的DMS踪迹基础上，当 K2-18 b 在其主恒星面前经过时，借助詹姆斯・韦布空间望远镜中的红外相机，探测到清晰而强烈的DMS和DMDS波长信号。这些在地球上只有微生物（如海洋浮游生物）才能产生的化学特征，成为迄今为止太阳系外存在生物活动的 “最有力证据”。

当然，这些分析和观测只是增加了 K2-18 b 存在生命的可能性，并不足以确凿地证明其上真的存在生命，因为宇宙中有可能存在其他未知非生物化学过程也能产生这些分子，现在只是基于人类目前认知以及对 K2 - 18b 的研究而得出的推测。

由此，人类要真正找到地外生命还任重道远。今天的技术限制了宇航速度，似乎对如此遥远的星球，即便真的存在生命，适宜人类居住，也只能可望不可及。但未来随着人类深空航行技术的突破，到达诸如 K2 - 18b 这种距离星球的可能性必将越来越大，那里或将成为人类未来殖民地？我们期待。

时空通讯原创文章，请尊重作者版权，感谢阅读。