怎樣證明存在外星生命？在宇宙中尋找外星生命的特徵是什麼？

超視距望遠鏡即將問世，巨大的天基觀測站將讓我們直接觀察遙遠世界的大氣層。我們都知道，地球上有生命，這是我們的大氣層告訴我們的。所以，我們也可以對太陽系以外的行星做同樣的事情，如果那個一個星球存在生物特徵，那麼絕對是因為它大氣層中的化學物質。

我一直在想，如果我們對一個遙遠世界中的大氣層進行採樣，那麼我們就可以確信那裡存在生命。只要能夠探測大氣中的臭氧、甲烷甚至是污染物，你就能夠確信這一點。

實際上，天體生物學家們正在努力找出一種可以用來表示生命存在的確鑿證據，這是我們身為自然界高級生命表現智慧的方式。

那麼什麼是潛在的生物特徵？它們有什麼問題？需要怎麼樣去確認呢？

讓我們從離得最近的世界「火星」開始說說吧。

近二十年來，天文學家在火星發現了大量的甲烷，在地球上，甲烷來自於各種生物，必須細菌和放屁的牛。此外，甲烷很容易被陽光分解，這意味火星上的甲烷並不是數十億年前留下來的遠古甲烷，而是被不斷補充的。

但是呢，甲烷也不全都來自生命，當岩石與沸水互相作用時，甲烷還可以通過火山活動自然形成。

NASA試圖用「勇氣號」和「機遇號」探測器來揭開這個問題的謎底，同時也期望能夠通過「好奇號」尋找到甲烷的來源。

在幾個月的時間裡，「好奇號」確實探測到了地表上甲烷的增加，但這也引發了一場爭論。事實證明，探測器本身攜帶著甲烷，並可能污染了周圍的區域。也許它探測到的甲烷來自於自身。也有可能是一顆岩質隕石墜落在附近並釋放了一些污染氣體的結果。

歐洲航天局的ExoMars探測器於2016年10月抵達火星。儘管飛船著陸器被摧毀，但追蹤氣體軌道器在旅程中倖存下來，並開始詳細地繪製火星大氣的地圖，尋找可能會釋放甲烷的地方，到目前為止，我們還沒有得出決定性的結果。

換句話說，我們在火星上有一個軌道飛行器和登陸器，裝備了探測火星上最微弱的甲烷氣味的儀器。

關於火星上的甲烷水平如何隨著季節的變化而上升和下降，有一些非常有趣的線索，表明了生命特徵，但天體生物學家仍然不同意，往往這種情況下需要的是確鑿的證據。

一些望遠鏡已經可以測量環繞其他恆星運行的行星的大氣層。在過去的十年里，NASA的斯皮策太空望遠鏡一直在繪製各種世界的大氣層。舉個例子，這是一幅木星HD 189733b的地圖。

這個地方很糟糕，但是，想到測量的是另一個星球的大氣層，那就顯得太壯觀了。

他們通過測量恆星的化學物質來完成這一壯舉，而行星在它前面經過，然後在沒有行星的情況下測量它。這就告訴你這個星球帶來了什麼化學物質。

他們還能測量出一個相對較小的海王星大小的行星，在環繞附近的恆星運行時，它的大氣層是相對較小的，並且驚奇地發現在大氣層中有水蒸氣。

這是否意味著生活?只要我們在地球上找到水，我們就能找到生命。其實並不是，你完全可以在沒有生命的情況下獲得水。

在未來的2019年，NASA發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將會把這種大氣感應提升到一個新的水平，使天文學家能夠以更高的解析度研究更多世界的大氣層。

韋伯的首要目標之一將是TRAPPIST-1系統，其六顆行星圍繞著一顆紅矮星的宜居帶運行。韋伯應該能夠探測到臭氧、甲烷和其他潛在生物特徵。

那麼，我們將如何看待一個遙遠的世界，並確定那裡的生存環境？

最近，德國航空航天中心的天體生物學家約翰·李·格倫費爾(john Lee grenfell)撰寫了一份報告，研究了所有可能存在的太陽系外行星生物特徵，並回顧了它們可能成為另一個世界生命跡象的可能性。

第一個目標是分子氧氣（O2），氧氣將在另一個世界的大氣中持續幾千年，沒有來源。

它是通過光合作用產生的，但是如果一個世界被它的恆星破壞了，失去了大氣，那麼氫氣就會被吹進太空，分子的氧氣就會繼續存在。

那麼臭氧呢，又叫O3，氧氣通過大氣中的化學過程轉化為O3。這聽起來很不錯，但問題是自然過程也會產生臭氧。金星上有一個臭氧層，一個存在於火星上，太陽系裡的一些冰衛星上也能探測到。

還有一氧化二氮，也叫笑氣。它是由土壤中的細菌產生的，有助於促進地球的氮循環。而地球似乎是太陽系中唯一一個存在一氧化二氮的世界。

但是科學家們也已經發現了這種化學物質是如何在地球早期的歷史中產生的，那時富含硫的海洋與地球上的氮相互作用。事實上，金星和火星都可能經歷過類似的循環。

換句話說，你可能會看到生命，或者你可能會看到一個年輕的星球。

「凌日系外行星勘測衛星」將於2018年發射，並將在我們的太陽系中發現所有地球大小和更大的外行星。

還有很多空間站和地面觀測站在工作，畢竟關於我們在宇宙中是否是孤獨的這一問題，對人類來說意義非凡不是嗎？

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