在一颗遥远星球发现了生物活动迹象，美国科学家们：这令人兴奋，但事情远不止如此
据美媒6月7日报道，4月，一个微小的迹象似乎可能会改变我们所知的宇宙。天文学家仅在遥远星球K2-18b的大气层中捕捉到了两种分子的蛛丝马迹——这两种分子在地球上仅由生物产生。这是一个诱人的前景：这是迄今为止最有希望的外星生物特征证据，即与生物活动相关的生命迹象。但仅仅数周后，新的发现就表明，搜寻工作仍需继续。亚利桑那州立大学地球与太空探索学院的博士后研究学者路易斯·韦尔班克斯博士表示：“这令人兴奋，但同时也立即引发了几个警示信号，因为这种潜在生物特征的宣称将具有历史意义，然而从数据来看，统计证据的重要性或强度似乎过高。”
虽然4月的研究在K2-18b上发现的分子：二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS），主要与地球上的微生物生物体有关，但科学家们指出，这些化合物也可能在无生命存在的情况下形成。现在，包括韦尔班克斯在内的三个未参与该研究的天文学家团队，对原始生物特征发现中所使用的模型和数据进行了评估，并得出了截然不同的结果，他们已将这些结果提交给同行评审。
与此同时，4月研究的主要作者尼库·马杜苏丹及其同事开展了进一步研究，称这加强了他们之前关于该星球的发现。而且，很可能会有多个科学家团队开展更多的观测和研究。围绕K2-18b的一系列研究论文，让我们得以一窥实时展开的科学过程。它揭示了研究人员如何搜寻地球以外生命证据的复杂性和细微差别，也展示了为何证明难度如此之高且难以实现。
嘈杂的数据
K2-18b距离地球124光年，通常被认为是一个值得搜寻生命迹象的目标。根据剑桥大学天文学研究所天体物理学和外行星科学教授马杜苏丹此前领导的研究，它被认为是一个“海王星类地行星”，即一个完全被液态水覆盖且大气层富含氢的星球。因此，K2-18b迅速吸引了人们的关注，成为太阳系外一个可能适宜居住的地方。
马杜苏丹及其剑桥同事坚信K2-18b具有潜力，他们利用目前最大的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜对该星球进行了观测，以进一步研究它。但芝加哥大学的两位科学家，天文学和天体物理学系博士后学者拉斐尔·卢克博士和51 Pegasi b/伯比奇博士后研究员迈克尔·张，发现了他们研究中的一些问题。
在回顾了马杜苏丹及其团队在2023年研究基础上撰写的4月论文后，卢克和张注意到韦伯的数据看起来“嘈杂”，卢克说。噪声是望远镜的不完美以及不同光粒子到达望远镜的速率所造成的，这是天文学家研究遥远系外行星时面临的一个挑战。张表示，噪声会扭曲观测结果，并在数据中引入不确定性。
试图在遥远系外行星的大气层中探测特定气体，会引入更多的不确定性。张表示，像二甲基硫醚这样的气体最显著的特征源于氢和碳分子的键合——这种键合可以拉伸和弯曲，并在不同波长吸收光，因此很难确定地检测出一种分子。
“问题在于，基本上每种有机分子都含有碳氢键，”张说，“这样的分子有数亿种，因此这些特征并不独特。如果你有完美的数据，你或许可以区分不同的分子。但如果你没有完美的数据，很多分子，尤其是有机分子，看起来非常相似，尤其是在近红外波段。”
进一步深入研究论文后，卢克和张还注意到，该星球的感知温度似乎从马杜苏丹2023年发表的研究中约250开尔文至300开尔文（或-23.15摄氏度至26.85摄氏度）急剧上升到4月研究中的422开尔文（148.85摄氏度）。
张表示，如此严酷的温度可能会改变天文学家对该星球潜在宜居性的看法，尤其是因为大气层顶部（韦伯能够探测到的区域）的温度较低，而地表或海洋的温度可能会更高。“这只是从大气层得出的推断，但它肯定会影响我们对该星球的总体看法，”卢克说。
他表示，部分问题在于，4月的分析并未包括马杜苏丹团队在过去几年中从韦伯望远镜所有三个仪器收集的数据。因此，卢克、张及其同事开展了一项研究，将所有可用数据结合起来，看看他们是否能得出相同的结果，甚至找到更多的二甲基硫醚。他们发现，该星球大气层中这两种分子的“证据不足”。
相反，卢克和张的团队发现了其他分子，如乙烷，它们可能符合相同的特征。但乙烷并不代表生命。
消失的证据
亚利桑那州立大学的韦尔班克斯及其同事，包括马里兰大学帕克分校天文学系博士后研究员马特·尼克松博士，也发现了他们认为4月关于K2-18b的论文存在一个根本性问题。
韦尔班克斯表示，问题在于马杜苏丹及其团队如何创建模型来展示该星球大气层中可能存在的分子。“每种分子都是针对同一最小基线逐一进行测试的，这意味着每个模型都具有人为优势：它是唯一被允许的解释，”韦尔班克斯说。
当韦尔班克斯及其团队进行自己的分析时，他们扩展了马杜苏丹研究中的模型。“（马杜苏丹及其同事）没有考虑任何其他可能产生这些微小信号或观测结果的化学物质，”尼克松说，“所以我们主要想做的就是评估其他化学物质是否能够充分拟合数据。”当模型扩展后，二甲基硫醚或二甲基二硫醚的证据“就消失了”，韦尔班克斯说。
举证责任
马杜苏丹认为，在他4月论文发表后出现的研究“非常鼓舞人心”，并“促进了关于我们对K2-18b数据解读的健康讨论”。
他回顾了卢克和张的研究，并同意他们的发现并未显示出“二甲基硫醚或二甲基二硫醚的强烈检测信号”。马杜苏丹表示，当他团队在4月发表该论文时，观测结果达到了三西格玛的显著性水平，即偶然发生的概率为0.3%。
对于一项极不可能偶然发生的科学发现，观测结果必须达到五西格玛的阈值，即偶然发生的概率低于0.00006%。达到这样的阈值需要多个步骤，韦尔班克斯表示，包括使用多个望远镜重复检测同一种分子，并排除潜在的非生物来源。
虽然这样的证据可能在我们有生之年找到，但它不太可能是一个“尤里卡”时刻，而更可能是一个缓慢积累的过程，需要天文学家、物理学家、生物学家和化学家的共识。
“在我们的任何研究中，我们都从未达到过这样的证据水平，”马杜苏丹在一封电子邮件中写道，“我们仅在前两项研究中发现了达到或低于三西格玛的证据。我们将其称为中等证据或线索，但并非强烈检测信号。我同意（卢克和张的）观点，这与我们的研究一致，我们在研究和交流中广泛讨论了需要更强证据的问题。”
为了回应韦尔班克斯团队的研究，马杜苏丹及其剑桥同事撰写了另一份手稿，扩大了对K2-18b的搜寻范围，包括650种分子。他们已将新的分析提交给同行评审。
“这是迄今为止使用K2-18b的所有可用数据对系外行星进行化学特征的最大规模搜寻，共搜寻了650种分子，”马杜苏丹说，“我们发现，二甲基硫醚仍然是这颗星球上一个有希望的候选分子，但正如我们在之前的研究中所指出的，需要更多的观测才能确定检测结果。”
韦尔班克斯表示，韦尔班克斯和尼克松对马杜苏丹及其同事回应了所提出的问题感到高兴，但他们觉得新论文实际上是在收回4月原始研究中的核心主张。
“新论文含蓄地承认了二甲基硫醚/二甲基二硫醚的检测结果并不稳健，但仍依赖于相同的错误统计框架和对自身结果的片面解读，”韦尔班克斯在一封电子邮件中说，“虽然语气有时更加谨慎，但方法论仍然掩盖了真实的不确定性水平。早期工作中声称的统计显著性是任意建模决策的结果，而这些决策并未得到承认。”
卢克表示，剑桥团队的新论文是朝着正确方向迈出的一步，因为它探索了其他可能的化学生物特征。“但我认为它在范围上有所欠缺，”卢克说，“我认为它过于局限于对（韦尔班克斯）论文的反驳。”
然而，分别研究K2-18b的天文学家们一致认为，推进对该系外行星的研究有助于科学过程。“我认为，讨论这颗星球上正在发生什么，是一个良好的、健康的科学讨论，”韦尔班克斯说，“不管现在任何一个作者团队怎么说，我们都没有确凿的证据。但这正是令人兴奋的原因，因为我们知道我们比以往任何时候都更接近（找到生物特征），我认为我们可能会在我们有生之年找到它，但现在还没有。这并不是失败。我们正在测试大胆的想法。” 生于宇宙。还原于宇宙，自然而然 解决不了距离问题，啥都是空谈…… 大惊小怪，茫茫宇宙里，到处都充满生命，只是距离让大家无法相见[奋斗] 博什么眼球？一个东西反复换标题博眼球报道多少次了，吃饱了撑的～ 该星球温度剧烈变化，最高温度达到100多度以上，生命没法生存了吧？ 看到了124亿年前的一颗星坐上光速飞船开124亿年再到目的地那个星系可能都没了[哭] 太远了 发现地外生物，不见得是好事 有什么关系吗？他们也过不来
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