宜居带行星K2-18b大气层检测到潜在生物标志物
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的最新观测数据显示，位于恒星宜居带内的超级地球K2-18b大气层中存在二甲基硫化物（DMS）和二甲基二硫键（DMDS）分子。这是人类首次在系外行星环境中探测到这两种仅由地球生物代谢产生的有机硫化合物，标志着天体生物学研究领域的重大突破。
观测技术与关键发现
JWST利用其近红外光谱仪（NIRSpec）和中红外仪器（MIRI）对K2-18b进行了为期32小时的透射光谱观测。通过分析行星大气对母星光的吸收特征，研究团队在3.4-5.0微米波段发现了DMS（CH₃SCH₃）和DMDS（CH₃SSCH₃）的独特光谱指纹。这两种分子在地球上的海洋浮游生物代谢过程中大量产生，其检测浓度达到20-50ppb（十亿分之一）。
K2-18b的宜居性特征
这颗质量8.6±1.3倍于地球的系外行星具有显著特征：轨道周期33天，处于K2-18恒星（M2.5型红矮星）的保守宜居带内，平衡温度约265K。哈勃望远镜前期观测已确认其富含氢的大气中存在水蒸气（H₂O）、甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂），新发现的有机硫化合物进一步强化了其潜在宜居性。
大气模型与生命可能性
剑桥大学团队的大气环流模型显示，K2-18b可能属于"Hycean"行星——具有液态水海洋的富氢大气世界。DMS分子在模拟中表现出与地球类似的分布模式：主要富集在光照充足的赤道区域，其光化学寿命约0.8个地球年。但研究人员强调，非生物过程（如火山活动或光化学反应）产生这些分子的可能性仍需排除。
后续研究方向与技术挑战
为验证生物成因假说，JWST计划在2024年观测窗口进行二次光谱验证。关键挑战在于区分DMS与甲醇（CH₃OH）的光谱重叠特征，这需要将现有光谱分辨率提升至R>1000。欧洲极大望远镜（ELT）和下一代宜居世界观测站（HabWorlds）将重点监测行星表面反射率变化，寻找可能的光合作用特征。
这项发现发表于《自然·天文学》，标志着系外行星研究从物理参数测量向化学生物标志物探测的范式转变。尽管结论仍需谨慎验证，但K2-18b已成为寻找地外生命最具前景的目标之一。