如果你正在尋找一本關(guān)于尋找外星生命的手冊，你很幸運(yùn)。
這一領(lǐng)域的一些主要專家，包括加州大學(xué)河濱分校的一個研究小組，撰寫了一系列關(guān)于過去、現(xiàn)在和未來尋找其他行星生命的綜述論文。發(fā)表在《天體生物學(xué)》雜志上的論文代表了美國國家航空航天局(NASA)協(xié)調(diào)的研究網(wǎng)絡(luò)——系外行星系統(tǒng)科學(xué)聯(lián)盟(NExSS)和美國航空航天局(NASA)天體生物學(xué)研究所(Astrobiology Institute)兩年的研究成果。
科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過3500顆圍繞著其他恒星的行星(被稱為系外行星)，在未來的幾十年里還將發(fā)現(xiàn)更多的行星。其中一些是巖石和地球大小的行星，它們位于恒星的宜居帶，這意味著液態(tài)水——可能還有生命——的存在既不太熱也不太冷。
這五篇論文將為科學(xué)家們在未來的望遠(yuǎn)鏡觀測中收集的數(shù)據(jù)中尋找生命跡象提供參考。
“在不到30年,我們已經(jīng)從不知道太陽系外行星的存在能夠查明潛在的宜居行星和收集數(shù)據(jù),將使我們尋找生命的簽名,“Schwieterman愛德華說,加州的一位博士后研究員地球科學(xué)和作者在本系列的第一篇論文。這些進(jìn)步提供了前所未有的機(jī)會來回答這個古老的問題:“我們是孤獨(dú)的嗎?”但同時，我們也需要謹(jǐn)慎前行，開發(fā)出穩(wěn)健的模型，讓我們能夠在高度確定的情況下尋找和識別生命。
Schwieterman的論文回顧了天體生物學(xué)家先前提出的三種生物標(biāo)記，它們都是其他行星上生命的標(biāo)記，因為系外行星圍繞著我們無法親自到達(dá)的遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)行，所以必須遠(yuǎn)程探測到它們。標(biāo)志包括:
氣態(tài)生物特征:可以在大氣中探測到的生命副產(chǎn)品，如地球上光合作用產(chǎn)生的氧氣。
地表生物特征:由生命引起的行星表面光吸收和反射的變化，如植物在光合作用中吸收紅光而反射未被利用的紅外光時產(chǎn)生的紅色邊緣。
時間生物特征:氣體或表面生物特征的隨時間變化，如在不同季節(jié)發(fā)生的地球大氣的生物調(diào)節(jié)變化。
Schwieterman是UCR nasa資助的另類地球天體生物學(xué)中心的一部分，該中心是一個跨學(xué)科的團(tuán)體，通過深入探索地球上45億年的動態(tài)歷史，正在為其他星球上的生命開發(fā)一個“搜索引擎”。盡管在大氣成分和氣候方面有天壤之別，但地球歷史的不同章節(jié)有一個共同點:海洋中充滿了豐富多樣的簡單而復(fù)雜的生命。
“我們正在利用地球來指導(dǎo)我們尋找其他星球上的生命，因為它是我們已知的唯一例子，”生物地球化學(xué)杰出教授、替代地球天體生物學(xué)中心主任蒂莫西·萊昂斯(Timothy Lyons)說?！暗厍?qū)嶋H上給我們提供了多種多樣的可能性。我們沒有拘泥于對當(dāng)今生命的研究，而是利用地質(zhì)和地球化學(xué)分析來研究地球上數(shù)十億年的生命生存、進(jìn)化和繁榮，其生存條件與今天的地球非常不同，因此才有了“替代地球”的概念。
Schwieterman的評論概述了尋找遙遠(yuǎn)星球上生命的復(fù)雜性，包括被稱為假陽性和假陰性的現(xiàn)象?！笆褂蒙飿?biāo)記尋找生命并不像尋找單個分子或化合物那么簡單?！崩?，大氣中的氧氣可能是生命的跡象，但是有許多非生物的方法可以在系外行星上產(chǎn)生氧氣。相反，在沒有氧氣的情況下，生命是有可能存在的，就像地球上早期的生命或者今天的海洋一樣?！盨chwieterman說?！斑@是基于諸如大氣季節(jié)性等動態(tài)現(xiàn)象的時間生物特征，在某些情況下可能更強(qiáng)的生物特征?！?/p>
本系列的第二篇論文描述了更多關(guān)于自然如何欺騙科學(xué)家，讓他們認(rèn)為一個沒有生命的星球是活著的，反之亦然。第三和第四篇論文提出了新的研究，將我們的生物簽名概念擴(kuò)展到與過去或現(xiàn)在地球截然不同的無數(shù)宜居星球。最后一篇文章討論了如何將通過生物簽名搜索生命的方法納入望遠(yuǎn)鏡和任務(wù)設(shè)計中。
除了Schwieterman和Lyons，地球科學(xué)的研究生Stephanie Olson也參與了這項研究。該研究小組與喬治亞理工學(xué)院助理教授、加州大學(xué)洛杉磯分校領(lǐng)導(dǎo)的替代地球天體生物學(xué)研究小組成員克里斯托弗·賴因哈德(Christopher Reinhard)共同對該系列的其他幾篇論文做出了貢獻(xiàn)。
Schwieterman說:“這些論文一起突出了UCR對外星生物特征的理解和對儀器設(shè)計的影響。”
“這些貢獻(xiàn)將為來自不同領(lǐng)域的人們提供一個切入點，他們感興趣的是如何為尋找太陽系之外的生命做出貢獻(xiàn)?！?/p>
