K2-18b 的二甲硫醚：一颗海洋行星，和一条始终没被确认的信号

一条几乎看不见的吸收线，撑起了一个关于海洋的想象

在距离地球约 124 光年的狮子座，有一颗叫 K2-18b 的行星。它围绕一颗红矮星运行，公转一圈约 33 天，半径约为地球的 2.6 倍，质量约为地球的 8.6 倍。

按现有的行星形成理论，这个尺寸和质量区间的天体处在一个尴尬地带：它比地球大得多，又比海王星小得多，天文学上称为「亚海王星」。这类行星在银河系里极其常见，但太阳系里一颗都没有。

2023 年，一个由剑桥大学领导的团队宣布，在这颗行星的大气中找到了甲烷、二氧化碳，以及一条可能属于二甲硫醚（DMS）的微弱信号。第三条如果成立，含义会非常重大——在地球上，DMS 几乎只由海洋浮游植物产生。

但这条线至今没有被确认。三年过去，它依然是「可能」，而不是「是」。

K2-18b 第一次进入公众视野是 2019 年。两项独立研究在《自然·天文学》上发表分析，报告在这颗行星的大气中探测到水汽，并因此被媒体称为「可能宜居」的行星。

两年后，这个结论被重新审视。另一组研究者用不同的方法处理同一批数据，得出的结论是：那个被解读为水汽的信号，更可能是甲烷；而且这颗行星未必拥有一个以氢为主的厚大气层。

这不是丑闻，而是系外行星大气研究的常态。从一条被恒星光谱、仪器噪声和数据处理选择共同塑造的曲线里，反推几百光年外的一层气体，难度接近在嘈杂的房间里听清隔壁的耳语。

真正的转折发生在 2023 年 9 月。团队用韦布空间望远镜的近红外光谱仪观测了 K2-18b 的两次凌星——行星从恒星前方经过时，穿过行星大气的星光会被特定分子吸收，留下指纹。

结果是扎实的：甲烷和二氧化碳的探测置信度较高，这在亚海王星上是第一次。而二甲硫醚的信号，论文中给出的统计显著性不足 2σ——作者自己也明确说明，这不能称为「探测」。

问题在于，论文同时提出了一个解释框架：如果这颗行星拥有液态海洋和富氢大气，那么甲烷、二氧化碳与 DMS 的组合就自洽了。这个假说被称为「氢海行星」（Hycean）。框架本身很漂亮，但它的地基是一条不足 2σ 的线。

DMS 在大气化学里不是稀客，但在地球的生物圈里，它的来源高度集中。

海洋浮游植物在代谢过程中产生二甲基硫丙酸，分解释放为 DMS，再进入大气，氧化后形成硫酸盐气溶胶。这条链条被认为是地球硫循环中最重要的生物通道之一，也是「海洋」与「生命」之间一个相当直接的联系。

因此，如果在一颗系外行星上确认 DMS，它不会直接证明生命存在，但会成为目前所有已知非生物过程都难以解释的异常。这正是它被高度关注的原因。

反过来说也成立：正因为它的意义太大，对它的证据标准就必须更严。一个能被生命解释的信号，也最容易被期待扭曲。

2024 年，团队用韦布的中红外仪器（MIRI）做了补充观测。中红外波段对 DMS 有独立的吸收特征，是一次关键的交叉验证。

结果并不支持。在中红外数据中，没有出现预期中的 DMS 特征。团队的解释是，中红外的信噪比不足以排除近红外的结果，两者并不必然矛盾。

这个解释在技术上站得住，但它也意味着：原本就只有一条弱证据的结论，没有获得第二条独立证据的支持。在科学上，这通常不是加分项。

此后陆续出现的反对意见，大致可以归为三类：

这三条各自都不足以推翻原结论，但它们指向同一个方向：现有的数据分辨率，还撑不起这么强的推论。