亚海王星上的有机硫化学：对雾霾和生物标志物的影响
地球与行星天体物理
2026-05-12 v2
摘要
有机硫生物标志物气体二甲硫醚（DMS）和二甲基二硫化物（DMDS）最近被声称存在于亚海王星系外行星 K2-18b 的大气中，由此引出了地外生命存在的可能性。DMS 和 DMDS 在还原性大气中的非生物形成途径也已被提出，引发了对将 DMS 和 DMDS 用作生物标志物气体的普遍担忧。在本文中，我们独立检验并对比了针对 DMS 和 DMDS 提出的非生物形成途径，以 K2-18b 为案例研究，并探讨了富氢亚海王星大气中碳和硫化学的更广泛影响。我们证明其中一条提出的形成途径能够产生可观测丰度的非生物 DMS 和 DMDS，但这对限速步骤的能垒高度敏感，而该能垒尚未经实验测量。然而，包括 C₂H₆ 在内的烃类的形成十分丰富，为 K2-18b 上有机硫化合物的报道提供了一种合理的替代解释，因为此前已证明烃类在近红外波长处与 DMS 和 DMDS 具有相似的光谱特征。最后，我们证明硫化氢（H₂S）的光化学反应会导致硫雾霾的形成，即使在痕量丰度下也会在 K2-18b 大气中凝结。我们提出，大气硫丰度的变化可以解释迄今为止利用 JWST 观测到的亚海王星群体中雾霾多样性的现象。
引用
@article{arxiv.2603.18923,
title = {Organosulfur Chemistry on sub-Neptunes: Implications for hazes and biosignatures},
author = {Sean Jordan and Shang-Min Tsai and Paul B. Rimmer and Oliver Shorttle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.18923},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters