尋找外星生命需要更大望遠鏡并重點關注地下生命

尋找外星生命需要更大望遠鏡并關注地下生命

美國國家科學、工程和醫學院官網10日公布的一份最新報告稱，為推動對宇宙生命的探索，發現外星生命，美國國家航空航天局(NASA)應支持更廣泛的生物印記和環境研究，并將天體生物學納入未來探索任務的所有階段。

加拿大多倫多大學天體生物學家芭芭拉·舍伍德·洛拉爾表示：“如果我們真要實現找到外星生命這樣遠大且崇高的目標，那么，我們真的需要跳出固有的思維模式，解放思想，提出一些新觀念、新想法。天體生物學是一個非常需要創造性思維的領域，我們應該不斷開闊視野，因為這是一段無盡的旅程”。

需要更大的望遠鏡

該報告總結了未來幾十年該領域所需要的技術：為了取得成功，需要非常強大的望遠鏡以及阻擋恒星光線的設備。為在行星上發現生命跡象，望遠鏡需要阻擋恒星發出的光線，這樣才能探測到恒星周圍光線昏暗的行星。報告稱，目前相關技術仍處于研發階段。即便是將于2021年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，號稱“史上最強”的望遠鏡，也僅是一個紅外儀器，用于觀測宇宙中較寒冷天體。

目前設想的大型望遠鏡包括“宜居系外行星成像任務”(HabEx)和“大型紫外/光學/紅外巡天望遠鏡”(LUVOIR)。據悉，HabEx將能夠直接拍攝環繞其他恒星的行星，并測量它們的大氣層;LUVOIR將能夠直接觀測系外行星，搜尋地外生命信號。

報告還建議NASA加大開發生命探測技術的力度，以推進對生命的搜尋。

將天體生物學納入任務所有階段

此外，報告認為，要想取得成功，除了技術裝備，NASA需要將天體生物學納入不同類型任務的所有規劃階段。

天體生物學主要對宇宙生命的起源、演化、分布和未來進行研究，是一個方興未艾的領域，自NASA的《天體生物學戰略2015》發布以來，該領域已獲得快速發展，最近的進展強化了天體生物學在NASA任務中的作用，NASA需要更新的天體生物學科學戰略。

報告還指出，到目前為止，具有天體生物學目標的行星探測任務的規劃、實施和運行，往往傾向于地質學視角而非以天體生物學為重點。將天體生物學納入任務的所有階段，從開始到開發，再到運營。而且，將物理學、化學、生物學、地質學、行星學和天體物理學融入天體生物學研究，將更好地展示生命與環境之間的關系。

舍伍德·洛拉爾說：“天體生物學與許多其他科學領域的區別是：強調對各種科學專業進行整合的跨學科思維。”

重點關注地下生命

該報告還強調，我們不應囿于宜居性，用來尋找地球及其他地方生命的證據——生物印記的范圍需要擴展。

舍伍德·洛拉爾說：“新建議提出要進行系統層面的思考：將行星看成一個‘整體樂章’，宜居性可以看成是其中的‘一段旋律’。”

這種思維的轉變部分源自于科學家在世界各地獲得的新發現，這些發現揭示了生命可以頑強到何種程度。從以化學物質為生的微生物所生活的深海熱液噴口，到嚴酷的阿塔卡馬沙漠以及遠至南極洲的冰層之下，生命都不斷涌現。此前，科學家曾一度認為這些地方的環境太過嚴苛，生命無法生存。但上述層出不窮的新發現證明，正如古語所說“甲之蜜糖，乙之砒霜”，對于某種生命來說不宜居的地方，對于其他生命來說，卻可能是天堂。

新報告尤其強調了地下生命的可能性，NASA應該專注于研究和探索行星地表之下存在生命的可能性。因為最近的新發現已經證明了地球表面之下生命的廣度和多樣性，也證明了火星表面下的流體性質，以及在擁有地下海洋的行星和衛星中維持生命的地質過程的可能性。

該報告還強調了識別生命的關鍵挑戰：準確發現和解釋科學家所謂的“生物印記”(biosignatures)——生命的化學變化特征。報告稱，與我們所知生命不同的潛在生命，可能擁有我們目前還不知道的生物印記，這些生物印記是一些與特定的新陳代謝或分子“藍圖”、或我們目前所知的生命的其他特征無關的生命跡象。這些生物印記并不像聽起來那么簡單直白，特別是在太陽系外，很難定位，“宇宙并沒有給我們顯示指向它們的巨大光標”。

該報告也標志著地外智能搜尋(SETI)重入主流研究。SETI嘗試探測來自技術先進的外星文明的無線電波或光波信號，以尋找像人類這樣的生命，而不是單細胞生物。1992年，NASA推出SETI項目，但一年后一位參議員砍掉了預算里所有用于SETI的資金，項目終止。不過，在被“束之高閣”25年后，美國國會不久前準備給NASA撥款1000萬美元，讓其重啟搜尋地外文明計劃。

舍伍德·洛拉爾指出：“深入研究我們從其他行星系統中獲得的發現，還可促進我們在地球上進行的研究，并幫助我們更好地了解自身。”(劉霞)

關鍵詞： 生命 外星 望遠鏡