艺术家对遥远星球表面上生命的想象图
在过去的十年里，我们在太阳系外发现了数千颗行星，并了解到，在我们的银河系中，岩质、温暖的行星数量众多。下一步将包括提出更大的问题。这些行星中是否有可能存在生命？如果是这样的话，当我们看到其他地方的生命，我们还能认出它吗？
一群天文学、生物学和地质学的顶尖研究人员在美国宇航局的系外行星系统科学(简称NExSS)的联合下，汇集了我们在寻找遥远行星上生命方面的知识，为推动相关科学向前发展奠定了基础。
“我们正在从对银河系其他地方生命的理论化转变为一门强有力的科学，最终将给我们一个深刻的问题的答案:我们是孤独的吗?”位于华盛顿总部的美国宇航局系外行星科学家马丁·斯提尔说。
生命可以在大气层和行星表面留下“指纹”。这些潜在的生命迹象，或生物特征，可以用望远镜观测到。
在上周发表于《天体生物学》(Astrobiology)杂志上的一篇五篇评论文章中，NExSS的科学家们列出了最有希望的生命迹象，即生物签名。他们考虑了如何解释生物签名的存在，如果我们在遥远的世界上发现它们的话。首要的问题是确保科学足够强大，能够将一个有生命的世界与一个伪装成一个整体的贫瘠星球区分开来。
这一评估是在新一代太空和地面望远镜正在开发之际做出的。美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜将描绘出第一批小型岩石行星的大气。其他天文台，如智利的巨型麦哲伦望远镜和超大望远镜，都计划携带先进的仪器，能够探测到遥远世界的第一个生物特征。
非生物过程可以欺骗我们，让我们以为一个贫瘠的星球是有生命的。与其测量一个行星的单一特征，我们应该考虑一系列的特征来建立存在生命的理由。
通过与NExSS的合作，科学家们的目标是在未来NASA旗舰任务中确定探测潜在生命所需的仪器。对一些可能适合居住的行星的大气特征的探测可能在2030年之前完成，尽管这些行星是否真正适合居住或者是否有生命将需要更深入的研究。
由于我们无法在短期内访问遥远的行星和采集样本，望远镜观察到的光将是我们在太阳系外寻找生命的全部。望远镜可以观测遥远世界反射的光，向我们展示大气中的气体种类及其“季节性”变化，以及绿色等可以指示生命的颜色。
这些生物特征都可以从太空中在我们肥沃的地球上看到，但是我们所观察的新世界将会有很大的不同。例如，我们发现的许多有希望的行星都在较冷的恒星周围，这些恒星都是在红外光谱中发出光，而不像我们的太阳发出的是可见光。
由于我们从行星上收集的数据是有限的，科学家将根据所有现有的证据来量化一个行星有生命的可能性。并需要后续的观察来确认。
“一个有生命的星球是什么样子的?”美国国家航空航天局位于硅谷的艾姆斯研究中心的天体生物学家和微生物学家玛丽·斯派特说。“我们必须接受这样一种可能性，即生命可能会在一个拥有如此多不同世界的星系中出现，或许是紫色的生命，而不是地球上常见的以绿色为主导的生命形式。”这就是为什么我们正在考虑更广泛的生物签名。
科学家们断言，氧气（地球上光合生物产生的气体），仍然是其他星球生命最有希望的生物特征，但它并非万无一失。行星上的非生物过程也能产生氧气。相反，一个缺乏可探测到的氧气水平的行星仍然可能是有生命的——这正是地球大气层氧气在全球积累之前的情况。
“在早期的地球上，我们无法看到氧气，尽管生命丰富，”华盛顿大学西雅图分校的天文学家维多利亚·梅多斯说。“氧气告诉我们，看到或看不到一个生物特征是不足以证明或反对生命的，整体环境很重要。”
NExSS的科学家们认为，我们应该研究一套特性，而不是仅仅测量一个特征。一颗行星必须通过它的特征和它的母恒星的特征来显示它有能力维持生命。
NExSS的科学家们将根据所有现有的证据，建立一个能够量化行星有生命的可能性的框架。通过对许多行星的观察，科学家们可能开始更广泛地将显示生命共同特征的“有生命的世界”与“无生命的世界”进行分类。
“对于在别处发现生命，我们不会有‘是’或‘不是’的答案，”马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的天体生物学家肖恩·多玛格-高曼说。“我们将会有一个高度的信心，一个星球的出现是有原因的，这只能用生命的存在来解释。”关注《未来科技社》，我们一起眺望未来！
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