宜居行星、类地行星上有生命吗？

伤我心太深

　　在一切宜居之地寻找生命

　　数千亿颗行星仿佛陷于银河系的巨大旋涡中。从地球这个位于旋涡螺旋臂的孤僻行星上，我们开始了对宇宙空间的探察。我们早已模糊地看到那些环绕着遥远恒星的行星发出的光芒，甚至还通过分析那些光芒的微弱踪迹来研究一些行星的大气层。

　　但是，美国航空航天局系外行星计划的最终目标是找到现存生命的明确迹象。达到这个目标需要多长时间，取决于两个未知条件：星系中的生命存在率和我们进行初步探索的运气。


　　我们早期的行星发现任务，例如美国航空航天局的开普勒任务及其新任务“K2”，以及即将升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜，可能会找出存在潜在宜居世界的基本证据。或许“K2”对更近更亮的恒星的考察，会在恒星宜居带间意外发现一颗地球大小的行星，近到足以让其他仪器能够跟踪，进而发现海洋、蓝天和大陆。或许部分功能用于探测气态巨行星和超级类地行星的詹姆斯·韦伯空间望远镜可能发现一个超大版本的地球。计划于20世纪20年代中期建造完成的大视场红外巡天望远镜，将聚焦遥远行星发出的反射光，以检测氧气、水汽或其他可能存在生命的有力迹象。

　　但除非我们比较幸运，否则探寻生命迹象可能要花费几十年。发现另一个隐匿于星空中的如蓝白大理石般的“蓝色星球”如同大海捞针，需要更大的成像望远镜。目前，研究人员已经在研发下一代行星探测器，并计划于20世纪三四十年代发射升空。

　　光线下的外星空


　　我们何时能找到生命?怎样才能知道?答案跟彩虹有着很大关系。正如艾萨克·牛顿认识到的那样，我们可以看到白光透过棱镜(或透过阳光下的层层雾霭)变成了它本来的样子：一条以波长为特征、从紫到红的色带。行星大气中的化学物质和气体能够吸收被称为光谱的色带中的特定部分，留下窄小的黑色间隙。

　　我们分析由恒星发出的、穿过遥远行星大气层的光线时，是使用一种叫作光谱学的技巧，效果看起来像一个条形码。光谱中缺失的部分告诉我们外星大气中存在哪些成分。

　　黑色間隙的一种模式可能表明存在甲烷，另一种模式可能表明存在氧气。若这些气体同时存在，则证明这里很可能存在生命。或者我们也可能看到一个“条形码”显示有碳氢化合物正在燃烧，换句话说就是显示有烟雾存在。即便没有窃听到外星人的谈话，我们也能通过这个星球的污染来了解他们较为先进的技术。


　　取样更多外星生命的组合方法

　　世界上存在着我们未知的生命。尽管探寻像我们一样的生命合乎情理，我们却依然不知道外星生命是否真的像我们期待的那样。如果外星人是由不同于地球生命的分子构成的，我们可能会接收到一个强劲的信号，却根本意识不到——那是一团无法辨认的外星混合气体正大喊着“有生命!”




　　麻省理工学院物理学教授萨拉·西格是一名天才研究员，是致力在不远的将来找到另一个地球的科学长跑中的领导者。她决定解决这一难题，提出了一个可能表明外星生命存在的化合物的名单。她和几个生化领域的同事花了几年时间，确定了与地球生命息息相关的六种基本元素的混合物，这六种元素分别为：碳、氮、氧、磷、硫和氢。然而，这些组合在地球上是找不到的。

　　西格说：“最终的理论是，或许我们应该考虑所有潜在的气体形式的分子。为何不统统进行考虑呢?我只是以任何可能的方式将它们组合起来，就像用所有方式将字母表中的字母进行组合。”

　　目前仍然存在的一个问题是，要确定哪些分子对应对生物学来说有用的组合方法，而哪些不对应有用的组合方法。尽管如此，这可能只是追寻真正的外星生物、传输外星气体和化合物的开始。
　　西格说：“我们必须得足够幸运，才能发现这么几颗行星。我不想错过任何东西。我不想错过是因为我们不够聪明，不能够想到一些分子。”