jwst的冷镜对准k2-18b时,我们或许真的会在一片氢气海洋里读到地球之外的生命诗篇

如果问我们什么时候能找到另一颗可能有生命的行星,答案或许正在詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测名单上。就在剑桥大学的尼克库·马杜苏丹(Nikku Madhusudhan)和他的团队给出一种新的思路后,天文学家们把搜索目标锁定在了一种被称为Hycean的行星上。这种行星之所以能引起注意,是因为它们比地球还要大很多,而且质量也可能高达地球的10倍。Hycean这个名字其实是氢与海洋的组合,意味着它们的大气层里充满了氢气,并且表面可能存在大片的海洋。剑桥团队给了这种行星一个全新的定义:只要有液态水存在,哪怕是在高温下,它们也被视为宜居。 Hycean行星为何被认为比类地行星更宜居?主要是因为它们具备几项独特的优势。首先是潮汐锁定现象,虽然这会让一面永远朝向恒星,另一面陷入黑暗,但只要距离够远,行星内部的热量就能维持“背阳面”的液态水。其次是厚厚的氢气大气就像一层保温毯,锁住了热量,让行星即使在更远的轨道上也能接收到足够的光线。还有质量带来的热容量优势,让它们能在母星光线微弱时靠自己的内热保持水的液态。简而言之,Hycean把宜居带从一条窄缝变成了宽谷,宽度至少是类地行星的三倍以上。 不过找到生物信号并不容易。传统上我们用氧气、臭氧和甲烷作为生命的标志,可在Hycean那厚得离谱的大气里,这些气体完全可能是地质活动产生的。马杜苏丹团队把目标转向了更小的分子:像二甲硫醚、二甲基二硫、甲硫醇这些地球生命代谢的副产品。这些分子在富氢环境中不容易被破坏,容易传输到高层大气里,成为望远镜可以捕捉到的“生物指纹”。 目前已经锁定了一些Hycean候选者。比如K2-18b,这是一个环绕红矮星的行星,距离我们约124光年。它的质量是地球的八倍,被詹姆斯·韦伯太空望远镜列入了首批观测清单。马杜苏丹预测:“只要K2-18b的生物信号浓度符合模型预期,JWST只需一次标准巡天就能捕捉到那些微量硫化合物。”这意味着人类可能在未来几年内首次收到来自另一颗星球的生命信号。 从寻找像Trappist-1d、比邻星b这类“地球2.0”的尝试中我们知道:严苛的条件确实卡得候选名单很窄。但这次剑桥团队提出的“Hycean”概念打破了这一僵局。他们扩大了搜索范围:把地球半径放大到2.6倍、质量放宽到10倍。这不仅意味着技术门槛的降低——更大的行星更容易通过凌星法发现,更厚的大气也更容易被光谱分析——也预示着未来发现生命的可能性大增。 当JWST的冷镜对准K2-18b时,我们或许真的会在一片氢气海洋里读到地球之外的生命诗篇。这次星际信使是否顺利启程?让我们拭目以待吧——毕竟宇宙比我们想象的更慷慨也更谦虚。