尋找外星生命需要更大望遠(yuǎn)鏡并重點(diǎn)關(guān)注地下生命

尋找外星生命需要更大望遠(yuǎn)鏡并關(guān)注地下生命

美國國家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)院官網(wǎng)10日公布的一份最新報(bào)告稱，為推動(dòng)對(duì)宇宙生命的探索，發(fā)現(xiàn)外星生命，美國國家航空航天局(NASA)應(yīng)支持更廣泛的生物印記和環(huán)境研究，并將天體生物學(xué)納入未來探索任務(wù)的所有階段。

加拿大多倫多大學(xué)天體生物學(xué)家芭芭拉·舍伍德·洛拉爾表示：“如果我們真要實(shí)現(xiàn)找到外星生命這樣遠(yuǎn)大且崇高的目標(biāo)，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(xué)是一個(gè)非常需要?jiǎng)?chuàng)造性思維的領(lǐng)域，我們應(yīng)該不斷開闊視野，因?yàn)檫@是一段無盡的旅程”。

需要更大的望遠(yuǎn)鏡

該報(bào)告總結(jié)了未來幾十年該領(lǐng)域所需要的技術(shù)：為了取得成功，需要非常強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡以及阻擋恒星光線的設(shè)備。為在行星上發(fā)現(xiàn)生命跡象，望遠(yuǎn)鏡需要阻擋恒星發(fā)出的光線，這樣才能探測(cè)到恒星周圍光線昏暗的行星。報(bào)告稱，目前相關(guān)技術(shù)仍處于研發(fā)階段。即便是將于2021年發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，號(hào)稱“史上最強(qiáng)”的望遠(yuǎn)鏡，也僅是一個(gè)紅外儀器，用于觀測(cè)宇宙中較寒冷天體。

目前設(shè)想的大型望遠(yuǎn)鏡包括“宜居系外行星成像任務(wù)”(HabEx)和“大型紫外/光學(xué)/紅外巡天望遠(yuǎn)鏡”(LUVOIR)。據(jù)悉，HabEx將能夠直接拍攝環(huán)繞其他恒星的行星，并測(cè)量它們的大氣層;LUVOIR將能夠直接觀測(cè)系外行星，搜尋地外生命信號(hào)。

報(bào)告還建議NASA加大開發(fā)生命探測(cè)技術(shù)的力度，以推進(jìn)對(duì)生命的搜尋。

將天體生物學(xué)納入任務(wù)所有階段

此外，報(bào)告認(rèn)為，要想取得成功，除了技術(shù)裝備，NASA需要將天體生物學(xué)納入不同類型任務(wù)的所有規(guī)劃階段。

天體生物學(xué)主要對(duì)宇宙生命的起源、演化、分布和未來進(jìn)行研究，是一個(gè)方興未艾的領(lǐng)域，自NASA的《天體生物學(xué)戰(zhàn)略2015》發(fā)布以來，該領(lǐng)域已獲得快速發(fā)展，最近的進(jìn)展強(qiáng)化了天體生物學(xué)在NASA任務(wù)中的作用，NASA需要更新的天體生物學(xué)科學(xué)戰(zhàn)略。

報(bào)告還指出，到目前為止，具有天體生物學(xué)目標(biāo)的行星探測(cè)任務(wù)的規(guī)劃、實(shí)施和運(yùn)行，往往傾向于地質(zhì)學(xué)視角而非以天體生物學(xué)為重點(diǎn)。將天體生物學(xué)納入任務(wù)的所有階段，從開始到開發(fā)，再到運(yùn)營。而且，將物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、行星學(xué)和天體物理學(xué)融入天體生物學(xué)研究，將更好地展示生命與環(huán)境之間的關(guān)系。

舍伍德·洛拉爾說：“天體生物學(xué)與許多其他科學(xué)領(lǐng)域的區(qū)別是：強(qiáng)調(diào)對(duì)各種科學(xué)專業(yè)進(jìn)行整合的跨學(xué)科思維。”

重點(diǎn)關(guān)注地下生命

該報(bào)告還強(qiáng)調(diào)，我們不應(yīng)囿于宜居性，用來尋找地球及其他地方生命的證據(jù)——生物印記的范圍需要擴(kuò)展。

舍伍德·洛拉爾說：“新建議提出要進(jìn)行系統(tǒng)層面的思考：將行星看成一個(gè)‘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(zhuǎn)變部分源自于科學(xué)家在世界各地獲得的新發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)揭示了生命可以頑強(qiáng)到何種程度。從以化學(xué)物質(zhì)為生的微生物所生活的深海熱液噴口，到嚴(yán)酷的阿塔卡馬沙漠以及遠(yuǎn)至南極洲的冰層之下，生命都不斷涌現(xiàn)。此前，科學(xué)家曾一度認(rèn)為這些地方的環(huán)境太過嚴(yán)苛，生命無法生存。但上述層出不窮的新發(fā)現(xiàn)證明，正如古語所說“甲之蜜糖，乙之砒霜”，對(duì)于某種生命來說不宜居的地方，對(duì)于其他生命來說，卻可能是天堂。

新報(bào)告尤其強(qiáng)調(diào)了地下生命的可能性，NASA應(yīng)該專注于研究和探索行星地表之下存在生命的可能性。因?yàn)樽罱男掳l(fā)現(xiàn)已經(jīng)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(zhì)，以及在擁有地下海洋的行星和衛(wèi)星中維持生命的地質(zhì)過程的可能性。

該報(bào)告還強(qiáng)調(diào)了識(shí)別生命的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和解釋科學(xué)家所謂的“生物印記”(biosignatures)——生命的化學(xué)變化特征。報(bào)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(lán)圖”、或我們目前所知的生命的其他特征無關(guān)的生命跡象。這些生物印記并不像聽起來那么簡(jiǎn)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(biāo)”。

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

舍伍德·洛拉爾指出：“深入研究我們從其他行星系統(tǒng)中獲得的發(fā)現(xiàn)，還可促進(jìn)我們?cè)诘厍蛏线M(jìn)行的研究，并幫助我們更好地了解自身。”(劉霞)

關(guān)鍵詞： 生命 外星 望遠(yuǎn)鏡