外星生命存在的可能性激發(fā)了無數(shù)書籍、電視、電影的創(chuàng)作，以及各種陰謀論的產生。然而，在對那些綠色小人的各種幻想之外，當前正在進行的外星生命搜索工作絕非是邊緣科學，而是科學家們正以系統(tǒng)化的方式進行的研究，并預計在未來十年內取得重大進展。

善金局TAKEAWAY

? 目前有多項外星生命搜尋計劃正在進行中。探測器正采集火星樣本，以探究這顆紅色星球上是否曾孕育生命。

? 探測器也在訪問太陽系中的一些寒冷衛(wèi)星，尋找可能存在生命跡象的證據(jù)。

? 天文學家開始對太陽系外行星的大氣層進行探索，尋找可能指示外星生命存在的元素組合。

? 科學家在警覺地搜索任何可能有意或意外地與地球取得聯(lián)系的智慧文明的信號。

英國皇家天文學家Martin Rees勛爵表示：“我相信在未來十年內，我們將找到一些關于鄰近行星是否存在有機物的證據(jù)。我們正站在這一發(fā)現(xiàn)的門檻上。”

火星：最熱門目的地

早期的外星智慧生命搜索工作，即SETI項目，始于20世紀中葉，天文學家們嘗試在其他行星上搜尋無線電信號，但未獲成功。而曾被認為充滿生命跡象的火星，到了19世紀末被發(fā)現(xiàn)是一片干燥、貧瘠的荒漠。與此同時，其他恒星周圍的行星因為太小而難以被發(fā)現(xiàn)，更別提了解更多關于它們的信息。

在尋找外星生命的過程中，天文學家不得不調整搜索策略，做好接受初步發(fā)現(xiàn)可能僅是些微小證據(jù)的準備——比如遙遠大氣中的微生物或是化學標記。與好萊塢對外星生命初次接觸的幻想相比，這可能沒那么激動人心，但如果能夠確證生命存在于地球之外，這將從根本上改變我們對宇宙中自身位置的看法。

毅力號探測器正在火星上的杰澤羅環(huán)形山附近

跋涉收集可送回地球的樣本

在太陽系中，火星無疑成為了探尋生命跡象最引人注目的目的地。數(shù)十億年前，火星很可能是一個濕潤的世界，表面條件適宜居住，擁有海洋和湖泊。最近的科學發(fā)現(xiàn)更是令人興奮，有跡象顯示火星可能仍存在液態(tài)水，藏匿于行星南方的冰層之下。

目前，NASA的毅力號探測器正在一個名為杰澤羅隕石坑的區(qū)域采集樣本，該區(qū)域位于火星赤道以北。目標是收集數(shù)十個樣本，并計劃在2030年代初將其帶回地球，稱為“火星樣本返回”任務。通過這些樣本，科學家將能進行深入的生命跡象分析。盡管該任務目前面臨資金不足等困難，但如果成功，將為我們帶來前所未有的科學發(fā)現(xiàn)。

冰冷的衛(wèi)星：探索

地球之外的另一種生命起源

英國開放大學的行星科學家Susanne Schwenzer是“火星樣本返回”團隊的成員。她表示，火星上曾經的生命可能在其巖石和水的相互作用中留下痕跡。“如果有生命存在，情況會非常不同，”她說，“如果取得了火星的樣本，我們會通過微小的細節(jié)來研究這些過程?！?/p>

但即使在火星上發(fā)現(xiàn)生命的跡象，也無法斷定宇宙其他區(qū)域普遍存在外星生命。早期火星和地球已知曾共享物質，這暗示兩者可能共享生命起源。因此，為了尋求真正獨立起源的生命證據(jù)，科學家轉向了太陽系中寒冷的衛(wèi)星——如木衛(wèi)二和土衛(wèi)二，這些衛(wèi)星下藏著廣闊的液態(tài)海洋?！叭绻覀冊谶@些冰冷的衛(wèi)星上找到生命，那真正意味著我們發(fā)現(xiàn)了地球之外的另一種生命起源?！盨chwenzer補充道。

兩艘宇宙飛船將訪問冰冷的木衛(wèi)二，以研究

其破碎表面下存在的海洋的范圍

美國宇航局的歐羅巴快船（Europa Clipper）計劃在10月前往木衛(wèi)二，緊接著，歐洲航天局的Juice航天器也將于2023年4月發(fā)射。這兩艘將在2030年和2031年抵達的探測器，或許不太可能直接發(fā)現(xiàn)生命，但它們將研究其海洋的范圍，并為未來的任務奠定基礎，這些任務可能會嘗試鉆入冰層之下——比如一個仍在規(guī)劃階段的NASA提案，名為“歐羅巴著陸器”，或者穿過可能從衛(wèi)星的海洋中噴射到太空中的水汽羽流，以探尋生命。

康奈爾大學的天文學家Britney Schmidt指出，將探測器發(fā)送到這些外星海洋中是一個世紀難題，穿越數(shù)公里厚的冰層充滿挑戰(zhàn)?！暗M入冰層并與下面的液態(tài)水進行交互，是我們在不遠的將來可以實現(xiàn)的目標?！?/p>

天文望遠鏡對系外行星的觀測

如果你還沒有準備好等上一百年，那么你可能會想將目光投向其他的恒星系。目前，我們已知存在超過5500顆圍繞其他恒星運轉的行星，即所謂的系外行星，而且每天都有新的發(fā)現(xiàn)。借助新一代望遠鏡的強大能力，特別是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，天文學家們現(xiàn)在開始能夠精細探測其中一些行星。

韋伯望遠鏡最初設計時并未考慮用于研究系外行星，科學家隨后對它重新定位，以研究類地系外行星上存在的氣體。它是迄今為止最大的空間望遠鏡，也因此成為進行這些研究的最佳設備。韋伯望遠鏡可以研究圍繞紅矮星運轉的行星，它現(xiàn)在正在探索一個名為TRAPPIST-1的迷人星系，包含七顆地球大小的行星。至少有三顆行星位于恒星的宜居帶內，那里可能存在液態(tài)水——也可能存在生命。

天文學家首先需要確認這些行星是否具有大氣層，預計在今年晚些時候或2025年得出研究結果。初步結果顯示，最內側的行星可能缺乏生命必需的大氣層，但如果在其他TRAPPIST-1行星上找到大氣層，將是一項重大的發(fā)現(xiàn)。美國加州理工學院NASA系外行星科學研究所的天體物理學家Jessie Christiansen說：“未來20年的系外行星搜索將取決于這個結果。如果紅矮星行星確實有大氣層，我們將用地球上的每一臺望遠鏡指向這些行星，嘗試發(fā)現(xiàn)一些東西?！?/p>

至少有三顆行星圍繞著紅矮星TRAPPIST-1運行，這些行星位于恒星的 "宜居帶"，那里可能存在液態(tài)水

如果我們能夠發(fā)現(xiàn)大氣層，韋伯太空望遠鏡將用于探索大氣中的生物標志物，這些標志物可能暗示著生命的存在。“我們將會尋找化學成分的不平衡狀態(tài)。”Christiansen解釋道，“二氧化碳、甲烷和水在任何行星上都可能存在。但是，如果這些氣體以一種自然狀態(tài)無法維持的比例存在，那么就有理由認為生物過程在起作用?！?/p>

未來的望遠鏡項目，如“可居住世界天文臺”以及歐洲的Life項目，也計劃對環(huán)繞類似太陽的恒星運轉的類地行星進行相似的分析?！拔覀冄芯康闹攸c將放在宜居區(qū)內的巖石行星上。”瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的天體物理學家Sascha Quanz表示，他同時也是Life項目的領導者。

發(fā)現(xiàn)外星生命

可能不會是一個明確的瞬間

接下來是對智慧生命的搜尋。美國賓夕法尼亞州立大學的天文學家Jason Wright表示，許多容易觸及的目標已經被探索過。射電觀測顯示，在地球周圍大約100光年的范圍內，似乎不存在直接指向我們的強大信號源。因此，像美國的“突破聆聽”項目這樣的計劃正將搜索范圍擴展到更遠的外太空。他們正在搜尋來自我們銀河系中更遙遠行星的定向射電信號，甚至開始尋找那些類似地球無意間泄露的通信信號。

即將問世的望遠鏡，尤其是計劃于2028年啟用的巨型新射電望遠鏡——平方公里陣列（Square Kilometer Array），是一個橫跨兩大洲、由數(shù)千個射電天線組成的網絡，將大幅擴展我們的搜索范圍。然而Wright提到，即使是使用現(xiàn)代射電望遠鏡，重大的發(fā)現(xiàn)也可能在“任何時刻”突然發(fā)生。

平方公里陣列射電望遠鏡位于澳大利亞和南非

如果我們真的找到了外星生命的證據(jù)，無論是在太陽系內、某個系外行星上，還是來自某個智能文明，這些證據(jù)很可能不會是一錘定音的。更有可能的是，這將是一個逐漸明晰的過程，直到生命成為最合理的解釋。

當然，也存在另一種可能性，即所有這些搜索可能最終一無所獲。這本身就是一個有趣的科學結果，告訴我們外星生命——如果真的存在——在宇宙中并不普遍?！耙粋€空的結果也能為我們提供一些關于生命的根本性重要信息?！盨ascha Quanz說，“也許，生命真的非常罕見?！?/p>

探索外星生命的過程，不僅拓寬了對宇宙無限可能性的認知，也深化了對人類文明及其未來的思考。這一旅程也觸及了人性的根本——人類在宇宙中的位置，以及我們共同的命運。尋找外星生命的最終目的，或許不僅僅是為了發(fā)現(xiàn)他者，更是在于更深刻地認識自我，以及思考如何在這個廣袤的宇宙中，以智慧和謙卑與所有生命共存。

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撰文 | Vianna

編輯 | Cathie

排版 | Vianna

圖片源自網絡.