了解遥远的行星上可能存在生命的一种方法是研究行星的大气层，这些行星位于环绕不同恒星运行的其他太阳系中。望远镜图像经常捕捉到气体的痕迹，这些痕迹可能表明有生命和可居住的行星。但是，由科罗拉多大学博尔德分校的研究人员领导的一项新研究的发现挑战了这一观点：科学家在没有生物存在的化学实验室中创造了一种通常被视为生命指标的气体。

今天发表在《天体物理学杂志通讯》上的这篇论文发现，科学家们通常认为是生命迹象的一种分子，被称为生物特征，可能不像以前认为的那样是生命的有力指标。研究人员利用在许多行星大气中发现的光和气体，在一个反应室中创造了二甲基硫化物，这是一种通常由海洋微生物产生的有机硫化合物。

研究人员表示，在实验室中制造二甲基硫化物是令人兴奋的，但他们的发现颠覆了之前的研究。这项工作由科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所（CIRES）客座研究员Nate Reed和CIRES研究员兼化学副教授Ellie Browne领导。

“我们正在制造的硫分子被认为是生命的指示器，因为它们是由地球上的生命产生的，”布朗说。“但我们是在没有生命的实验室里制造的，所以这可能不是生命的迹象，但可能是适合生命生存的迹象。”根据研究作者的说法，有机硫化合物可能不是强大的生物标志物，但可以作为代谢潜力的标志物。

寻找生命

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜于2009年发射升空。它的任务之一是捕捉太阳系外行星的图像，以了解不同的大气层。这颗卫星的部分任务是问：这些行星支持生命吗？

这项新研究着眼于当气体与光发生反应并形成“有机雾霾和相关气体”时，行星大气中会发生什么，即通过大气化学形成的气溶胶颗粒。作者主要研究了含硫的有机分子，包括二甲基硫，这是地球上生物体的次生代谢产物。

里德说：“我们在论文中看到的一个重大发现是二甲基硫化物。”“这是令人兴奋的，因为它是在系外行星大气中测量的，以前被认为是地球上生命存在的迹象。”

为了在实验室中重建行星大气，里德和布朗以及包括CIRES副主任玛吉·托尔伯特在内的共同作者，模拟了光与气体反应的大气。在这项新研究中，他们使用紫外线将甲烷和硫化氢分子转化为活性物质，从而产生有机硫气体——这是詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的生物特征。

里德指出，虽然这些发现令人兴奋，但它们仅限于一种单一类型的大气。他说：“大气种类繁多，我们只观察了其中一种的微小差异——你不可能在实验室里研究所有的大气。”

展望未来，研究人员希望他们的研究能激发更多基础的实验室研究，关注基本的化学反应，尤其是与硫的化学反应。硫磺是一项具有挑战性的工作——它又粘又臭，而且有毒。但是，不研究硫的反应会使科学家们无法充分理解这些发现对生物特征的意义。

布朗说：“当我们寻找这些生物特征时，倾向于想要轰动地说‘我们发现了生命的迹象’。”“大气真的很擅长制造一大堆不同的分子，我们发现，仅仅因为它可以在实验室中制造，并不意味着它不是一个来源。”