天文学家指出为什么找到外星生命的信号，为何反而更难了？

发布者：零点巡夜 2026-7-10 10:08

在木卫二和土卫二的冰壳之下，存在着液态海洋，那里被视为太阳系中寻找地外生命最令人期待的地方。然而，当科学家真的在这些海洋世界中检测到甲烷信号时，新的难题却出现了：这究竟是生命的痕迹，还是只是岩石和水发生化学反应的结果？

2026年7月7日，一项发表于《自然天文学》的研究，给出了迄今最系统性的解答思路。研究团队开发出一套"基线框架"，专门用于计算一颗没有生命的星球或卫星应该天然产生什么样的化学信号，从而让科学家在真正发现异常时，能够做出更有把握的判断。

这项工作的核心逻辑说起来并不复杂：如果你不知道"无生命状态"下的背景化学应该长什么样，你就无法判断观测到的信号是否真正代表生命的存在。

甲烷是生命信号，还是地质噪声？

土卫二（Enceladus）是此次研究的主要案例。这颗土星的卫星直径不足500公里，冰冷而遥远，却被认为是太阳系中最值得关注的潜在宜居天体之一。

它的冰壳之下藏着一片全球性的液态盐水海洋，内部的热液活动不断向外喷出水汽和化学物质，这些喷流甚至会直接冲破冰壳，射入太空。2005年，卡西尼号探测器在穿越这些羽流时，检测到了甲烷、二氧化碳、氢气，以及一系列有机分子。

甲烷通常与生命联系在一起，因为地球上大量甲烷正是由微生物产生的。但问题在于，非生物过程同样可以产生甲烷，蛇纹石化反应就是典型例子，这是一种水与富铁镁岩石发生反应的地质过程，在土卫二的海底完全可能大规模发生。两种来源产生的甲烷，在成分上可能几乎没有区别，这让区分工作极为困难。

研究团队重点追踪了两类潜在生命信号。第一类是甲烷的碳同位素比例，生物体在产生甲烷时，倾向于优先使用较轻的碳-12同位素，因此生物来源的甲烷与地质来源的甲烷，在同位素特征上会有所不同，但这种差异有时会出现重叠，仅凭这一指标无法做出确定性判断。

第二类是氨基酸的"手性"特征。生命体产生的氨基酸几乎清一色是"左手性"，分子形态具有固定方向，但非生物过程产生的氨基酸则是左右手性随机混合。这本是区分生物与非生物来源的绝佳指标，然而研究发现，在海洋世界的高温环境中，左手性氨基酸会在约100至10000年内自发降解，手性特征被彻底抹去，留给探测器的窗口极为有限。