科学家称流浪行星或存在生命:几乎不反射任何光线

詹姆斯·韦伯太空望远镜将运行在距地150万公里的轨道上，帮助科学家寻找太阳系附近的宜居行星。

电影《外星人E.T。》

　　文·本报记者 刘 恕 综合报道

　　经过半个多世纪的努力，人类还没有找到外星文明存在的证据。不过，人们仰望星空的热情丝毫不减。近日，美国航天局科学家乐观地表示，随着探测技术的进步，未来二三十年内会发现外星生命。

　　地球之外是否存在生命？如果有外星人，他们什么模样？文明达到何种程度？为了寻找这些问题的答案，人类早在1962年就开始通过无线电监听来搜寻外星文明，然而到目前为止还没有掌握外星文明存在的确凿证据。

　　不过，争议和质疑没有动摇科学家的信心。近日，美国航天局(NASA)科学家宣布将在20年到30年内发现外星生命。这个消息让人非常兴奋。那么，目前科学家采用哪些新技术和新思路来寻找地外文明呢？

　　气候学家：冷暖知你心

　　寻找太阳系外生命的研究队伍迎来了新队友：NASA的气候学家。在研究了30年的地球之后，NASA戈达德太空飞行中心(GISS)的研究组将开始用地球的全球气候模型来对可能宜居的系外行星上的气候环境进行模拟。

　　据《环球科学》报道，4月20日NASA在华盛顿举行的一场会议上提出了一项涵盖范围更广阔的计划来识别类地行星，而使用气候学研究系外行星，正是这一计划的一部分。

　　NASA的开普勒太空望远镜通过观察行星在“凌星”(即经过其围绕的恒星前面)时遮挡星光的现象，已经锁定了超过1000个系外行星，其中至少有5个行星与地球的大小相似，并且位于宜居带，可以存在液态水。而下一步，就是通过探测穿过这些行星大气的光，来了解这些遥远世界的环境。

　　“我们不能只用行星科学的思维方式来考虑这些问题了，”领导着GISS研究的气候模型专家戴尔·杰尼奥如是说，“好像突然之间，寻找系外行星就不仅仅是天文学家的事情了，变成了行星科学家的事情，现在又变成了气候学家的事情。”

　　在戈达德太空飞行中心，研究团队已经开始对主要的地球系统气候模型进行重新设计了。他们在梳理源代码，找出跟地球相对应的简单参数，比如一天24小时或公转周期365天，并把它们换成另外的参数以适应不同的行星系统。初始的模拟会集中针对于早期的地球和金星、火星的形成过程，虽然这些环境都无法支持生命，但至少它们当时表面都能容纳液态水。

　　该团队的最终目标，则是找出决定一个行星是否能够支持生命的关键要素，将它们进行组合与匹配，最终找到“宜居带”的确切概念。将这些关键要素放入系外行星模型中，研究人员就能创造出可能宜居行星大气的光谱数据库，便于天文学家进行观察和筛选。

　　红外线：千万里追寻着你

　　近日，美国天文学家成功研制出一种利用红外线信号寻找外星人的新型武器，希望在不远的将来能带来地外文明存在的消息。

　　据报道，这一新型探测器的最大亮点在于可成功捕捉红外线信号。在宇宙空间中，相较于可见光，红外线可以穿透更长的距离，因而这种新的探测器可以探测到数千光年以外的星体。

　　据悉，此次研制的红外线探测器是1984年设立的地外文明搜寻计划(SETI)的一部分。目前，该探测器已在加州大学的里克实验室安装完毕，并在3月15日观测到第一束红外线。

　　研发团队成员、SETI组织的创建人德雷克说，这是地球人第一次以毫微秒级别的红外线探测器来观测宇宙空间。“红外线脉冲信号很强，只需要一台小型望远镜就可以接收这些信号。小型望远镜可提供更多观测时间，帮助我们观测更多星体，提高成功的几率。”但德雷克同时也提到，这种新型设备有一个缺点：地外文明发射的红外线信号需要朝向探测器的方向，才能被探测到。

　　据介绍，诺贝尔奖获得者、加州大学伯克利分校的科学家查尔斯·托恩斯，曾在1961年首先提出利用红外线来探测外星人的设想。相比较早前的光学探测器，这种新型探测器可捕捉到更多种不同的光学信号。科学家们已推测出某些地外文明可能发射的信号类型，可对接收到的信号进行细致分析。

　　生物反射光：刻画你的样子

　　不同生物具有不同的反射光信号，如果我们收集到系外生命的反射光，就可以勾勒出遥远星球的可能模样。

　　美国科学家近日提出了一种可寻找外星生命的方法，他们通过对地球上137种不同生物的反射光进行了研究，发现可以利用生物反射光来寻找地外生命。比如我们从轨道上观测地球上的绿色植物，能够收集到来自这些物质的特殊光谱信号，大量的绿色植物一旦出现在系外行星上，我们就有望发现它们。科学家认为，使用该方法还可以发现地外天体是否存在生物多样性，如果反射光信号复杂且数量庞大，那么可以推测这颗系外行星上拥有多个种类的生命。

　　通过反射光来研究地外生命并且确定外星生命的化学组成和生命特点，这一技术已经被科学家用于对地观测的研究之中。来自加州大学的空间技术和遥感科学家对地球上137种不同物种进行了详细观测，寻找出它们各自的生物特征，从轨道的角度看，它们能够反射出不同的“生物信号”。到目前为止，科学家寻找外星生命的方法仍然倾向于间接法：寻找来自生命活动的物质，比如探测系外行星大气中的甲烷信号等。

　　如果一颗系外行星存在丰富的物种，那么我们可以在其光谱中分析出特别的生物指纹，这就像外星人从遥远的宇宙空间观测地球一样，它们也会发现地球上拥有大量的绿色植物，地球上大量的树木和其他植物的反射光都会进入外星人的望远镜。科学家认为有生命的星球应该具备特殊的化学指纹，不同类似的微生物也拥有不同的化学指纹。天文学认为，如果我们能够收集到拥有生命的系外行星数据库，就可以勾勒出这个世界的模样。

　　太空望远镜：守望你的天空

　　4月24日，哈勃望远镜迎来了25年的服役历史。启动一个新的寻找生命的继任者是送给它的最合适的生日礼物，一名管理哈勃望远镜的主要研究人员如是说。

　　哈勃望远镜是美国宇航局和欧洲太空局的联合执行项目，于1990年4月24日搭乘发现号航天飞机发射进入太空。1993年，哈勃望远镜的光学部件出现了严重问题，宇航员通过太空行走进行了一次维修任务。至今，哈勃望远镜改变了天文学家对宇宙的理解，同时给世人带来了一大批壮观的宇宙照片。

　　位于巴尔的摩市的太空望远镜科学研究院是哈勃望远镜科学项目的执行机构。“在我看来，财政预算下一个优先支持的项目应该是寻找太阳系之外的生命，”该研究院的天文物理学家马里奥·里维奥说，“这依靠于一个新的强有力的太空望远镜，它应该能够在系外类地行星的大气层中识别出生命特征。”

　　哈勃望远镜退役后，继任者是NASA耗资88亿美元建造的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，将在2018年发射。据悉，韦伯望远镜的轨道距离地球大约150万公里(932000英里)，这里的轨道环境有助于望远镜对宇宙展开观测，科学家还希望韦伯望远镜寻找太阳系附近的宜居行星。

　　除此之外，NASA还正在研发更新的太空望远镜，任务名称为“广域红外勘测望远镜/天文物理学焦点望远镜”(WFIRST/AFTA)。如果进展顺利有望在2024年左右发射，搜寻生命特征仍然是这个任务的主要目标之一。

　　然而，马里奥·里维奥的志向更大：他设想的太空望远镜主镜面翼展大于12米，观测锐度高达哈勃望远镜的25倍。“这样一个强大的望远镜能够观测足够数量的系外类地行星，提供研究外星生命的有效统计样本。”马里奥·里维奥在《自然》杂志的评论中说，大约50个系外行星将会被探测。

　　最新进展

　　科学家称流浪行星或存在生命

　　据国外媒体报道，长久以来，温暖的阳光便被视为地球生命繁衍生息的一个关键要素。但天文学家表示没有恒星光线照射的流浪行星仍有可能存在生命。

　　法国波尔多天体物理学实验室的天体物理学家肖恩·雷蒙德对生命如何在流浪行星上形成进行了研究。他在《万古杂志》撰文指出：“如果想孕育出生命——至少与我们类似的生命——一个自由飘浮版地球需要存在液态水。”行星需要保持合适的温度才能形成液态水，在没有恒星光线照射情况下，形成液态水所需的热量一定来自于行星内部。雷蒙德表示：“流浪行星地表的冰层可起到高性能隔热层的作用，锁定行星内部的热量。如果冰层拥有足够的厚度，行星的冰层下方可形成一个液态水海洋。”根据雷蒙德的计算，这个冰层的厚度至少要达到10公里，才能在数十亿时间里保持冻结状态。

　　雷蒙德表示除了内部热量外，流浪行星保持“体温”的另一种方式是借助厚重的大气层。他说：“一颗自由飘浮版地球如果拥有氢气稠密的大气层，其表面温度可达到零度以上，允许地表形成湖泊和海洋，进而孕育出生命。”

　　流浪行星很难发现，原因就在于它们不环绕恒星运行，几乎不反射任何光线。过去15年时间里，科学家共发现50颗流浪行星。