寻找外星生命已开始

“生命的起源与原子的形成一样不可避免，”俄罗斯科学院应用天文学研究所所长安德烈·芬克尔斯坦 (Andrei Finkelstein) 6 月向一群天体生物学家和记者解释了他寻找外星生命的雄心勃勃的时间表。“其他星球上也有生命，我们将在 20 年内找到它。”

但普林斯顿大学专门研究天体生物学的地质学家塔利斯·昂斯托特（Tullis Onstott）做出了更雄心勃勃的预测。他说：“在未来 15 年内，我们很可能会在附近的系外行星上发现生命。”科学家们早就预测会发现外星生命，但芬克尔斯坦和昂斯托特有充分的理由保持乐观。研究人员投入了比以往任何时候都多的资源来寻找外星生命，他们正在获得一些诱人的成果。

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自 1996 年 NASA 创建其当前的天体生物学项目以来，该机构已将年度预算从 1000 万美元增加到 5500 万美元。在同一时期，全球天体生物学家的总数增加到几千人，他们发表的论文数量从大约 40 篇增加到近 3000 篇。在此类工作的基础上，NASA 计划在未来二十年内开展一系列寻找生命的任务。今年，科学家利用开普勒太空望远镜的数据发现了 1200 多颗新系外行星的证据，其中 54 颗可能适合居住，今年秋天，NASA 将向火星发射一辆探测器，寻找生命的化学特征。2018 年，NASA 计划向火星发射另一辆探测器，最终将提供返回地球的土壤样本。

科学家们还提出了一项前往木星冰冻卫星木卫二的双体飞船任务，他们正在设计比开普勒望远镜更先进的新型望远镜，可以观测遥远的恒星系统，直接发现生命迹象。当然，我们能找到什么仍然是个谜，但我们找到它的方式已经规划好了。

后院

第一项工作从地球开始。通过研究极端环境中的生命，科学家们正在学习大量关于在其他星球上寻找生命的方法和地点。研究人员在火山口、深海喷口和含砷湖泊中发现了微生物[见“异乡的科学家”]，这些“极端微生物”生命形式的存在重新定义了这个星球和其他地方的宜居性概念。

美国宇航局艾姆斯研究中心的研究员阿方索·达维拉是一支研究小组的成员，该小组在智利极度干旱的阿塔卡马沙漠的盐晶体中发现了微生物。达维拉说，这些微生物靠大气中的水蒸气存活，因此类似的微生物也可能存活在火星的盐沉积物中，火星大气中的水蒸气足以形成霜冻。蒙特利尔麦吉尔大学的微生物学家莱尔·怀特在加拿大北冰洋阿克塞尔海伯格岛的一处富含甲烷的泉水中发现了在零下温度下生活的细菌。类似的生命形式也可能是最近在火星上发现的甲烷羽流的来源。“火星深层地下可能存在产生这种气体的微生物，”怀特说。今年冬天，科学家们将观察木星冰卫星上的生命可能如何存在。科学家们尚未开发南极冰盖下 150 多个湖泊中的任何一个，但从 12 月开始，研究团队将在 3 年内完成三个钻探项目。

俄罗斯北极和南极研究所的研究人员将首先钻入沃斯托克湖，沃斯托克湖的水体大小与安大略湖相当，被冰盖隔绝长达 2000 万年之久，冰盖厚度现已超过两英里。由于湖底的水被封闭，没有光线，而且非常寒冷，因此与木卫二非常相似，木卫二的厚厚冰层阻挡了阳光到达疑似的地下海洋。“南极冰川下的生命将使我们能够集中精力寻找木卫二海洋中的生命，”蒙大拿州立大学微生物学家约翰·普里斯库说，2014 年，普里斯库将融化半英里厚的冰层，到达沃斯托克湖以西 650 英里处的惠兰斯湖。“这将使我们能够设计 DNA 探针，寻找木卫二海洋中的生物特征。”

挑战在于如何在不干扰或污染精密系统的情况下采集样本。去年 2 月，俄罗斯团队钻探至湖水 100 英尺以内，但随后不得不停止钻探，因为冬天来临。当南半球夏季恢复工作时，研究人员将从机械取芯器换成加热钻头，以融化最后 30 英尺的冰。湖水在钻头末端的可膨胀钻孔塞的阻滞下，将上升 100 英尺并结冰。2012 年 12 月，研究人员将返回钻孔并取样。这些样本应该会提供许多线索，说明什么样的生命可以在这样的条件下生存，即使研究人员正在学习如何在更困难的条件下更好地收集这些样本。 “如果木卫二的冰层在某些地方足够薄，人类有可能在其中钻孔或融化冰层，”美国宇航局喷气推进实验室的天体生物学家罗伯特·帕帕拉多 (Robert Pappalardo) 说，他领导着未来前往木卫二的任务科学团队，“那么沃斯托克和其他冰下湖泊也许可以教会我们这样做的技术。”

社区

科学家们正在利用在地球上学到的经验来指导太阳系内即将开展的任务。火星将在近期受到最多的关注。火星距离太阳 3500 万英里，位于太阳宜居带的边缘，在这个轨道区域，液态水（也就是我们所知的生命）最有可能在火星表面存在。目前尚无已知的永久水流，但科学家在那里发现了冰，今年夏天还发现了季节性水流的证据。他们还发现了古代降雨、湖泊甚至海洋的迹象，这表明火星曾经比现在温暖得多。

11 月底或 12 月初，NASA 将发射火星科学实验室，探索一个可能曾有水的古老陨石坑。这辆汽车大小的探测器将寻找地下冰的迹象，并扫描岩石以寻找可能表明存在生命的碳化合物（包括氨基酸）。

2018 年，NASA 将与欧洲航天局 (ESA) 联手启动一项更加雄心勃勃的计划：三阶段火星样本返回计划。在第一阶段，火星车将从火星表面挖掘出 19 到 37 个小岩芯并将其储存在密封容器中；最早在 2025 年，着陆器将抵达火星，取回这些岩芯并将其发射到太空；最后阶段的轨道飞行器将拦截岩芯并将其带回地球。SETI（搜寻地外文明）研究所的行星科学家辛西娅·菲利普斯 (Cynthia Phillips) 说：“在其他星球表面，机器人仪器能做的事情非常有限。如果我们能将碎片带回地球，并在实验室中用我们所有的仪器进行研究，我们将学到更多东西。”

这样的任务很可能会以微生物化石的形式找到证据，证明数十亿年前火星上存在生命。但包括达维拉和怀特在内的一些科学家表示，现在那里可能就存在生命。今年 6 月，塔利斯·昂斯托特在《自然》杂志上共同发表了一篇论文，提出了生命可能存在的位置。这篇论文描述了一种以前未知的蛔虫物种如何在非洲金矿中幸存下来，该金矿距离地球表面近一英里——比以前观察到的多细胞生命的深度要深 100 倍。昂斯托特说，如果这种现象在这里可以发生，那么在火星上也可能存在。复杂生命可能不再存在于火星表面，但这“表明多细胞生命仍可能存在于火星表面之下。”

其他邻近星球或许能为寻找生命提供更好的机会。NASA 计划分两阶段向木卫二发射一个轨道飞行器和一艘飞掠飞船。轨道飞行器将发回数据，帮助科学家确认伽利略号于 1996 年首次探测到的地下海洋的存在和特征。飞掠飞船随后将使用红外光谱、高分辨率成像和冰穿透雷达对木卫二进行检查，以确定其表面的化学成分、冰盖厚度及其地下过程。测量结果还可以表明生命是在月球上自然形成的，还是由陨石引入的。这两艘飞船可能都无法探测到生命本身。“我们还没有真正到达那里，”帕帕拉多说。“我们正处于宜居性阶段：这个环境中真的像我们认为的那样有水吗？”

研究人员对土星的两颗卫星也提出了类似的问题。小卫星土卫二从其南极喷出大量水蒸气羽流，6 月，研究人员通过研究卡西尼号轨道器的数据报告称，这股羽流可能源自地下盐水库。“如果羽流中含有微生物，”菲利普斯说，“那么航天器就有可能对这些微生物进行采样，甚至无需着陆就能找到[生命]的真正证据。”卡西尼号还证实了土星最大的卫星土卫六表面存在甲烷湖，NASA 正在讨论是否在 2016 年发射一艘类似飞船的探测器，寻找其中的生命迹象[见“太空船”头条新闻，9 月]。

超越

1995 年，瑞士研究人员证实了 51 Pegasi b 的存在，这是第一颗已知的围绕类似太阳的恒星运行的系外行星。从那时起，天文学家已经编目了 500 多颗系外行星。这些行星中有许多是气态和冰巨星，无法维持我们所知的生命，但其中的一些，尤其是那些质量更接近我们自己星球的行星，可能拥有更适合生命生存的条件。

利用 2009 年 3 月发射的开普勒太空望远镜，NASA 的科学家现在可以测量天鹅座和天琴座中 156,000 颗恒星中部分恒星的亮度变化。这些变化表明有一颗行星正在恒星前方凌日，天文学家们不仅可以计算出行星的物理大小，还可以计算出它的质量和密度，从而计算出它的基本构成——例如，是岩石行星还是海洋行星，还是气体行星。自 NASA 于 2 月首次发布开普勒数据以来，科学家已经证实了 17 颗系外行星的存在。还有 1,200 多颗候选行星有待审查，其中 54 颗位于其中心恒星的宜居带内。哈佛生命起源计划主任 Dimitar Sasselov 研究开普勒行星。他说，科学家将在未来两年内利用望远镜在宜居带中发现一颗地球大小的行星。“开普勒将改变游戏规则，”他说。 “这不仅是因为行星发现的速度加快了，更因为它触及了我们最感兴趣和最兴奋的那些行星。”

“开普勒改变了整个格局。它能探测到那些我们最感兴趣、最兴奋的行星。”科学家们正在想办法直接检测这些行星上的生命迹象。可见光和红外波长的大气光谱与各种气体组合的存在相对应，而某些组合可能表明生命过程正在发生。例如，行星上存在水、二氧化碳和臭氧，就表明其表面正在进行光合作用。

科学家目前还没有确定远距离大气生物特征的工具。如果资金允许，NASA 将于 2018 年与 ESA 和加拿大航天局联合发射詹姆斯·韦伯太空望远镜，该望远镜将开始提供一些数据。NASA 和 ESA 还在考虑建造更大、分辨率更高的红外天文台。NASA 的“新世界”任务计划可能在 2027 年后发射，它将使用内部日冕仪和外部遮光器来阻挡可能影响生物特征读数的星光。在一个概念中，科罗拉多大学设计的新世界观测者是一个 160 英尺长的花形“遮星罩”，它将在天文台前方 50,000 多英里处飞行，在望远镜上投下阴影，从而更好地分辨目标系外行星。

等到这样的观测卫星发射时，科学家们已经积累了大量有希望的系外行星。目前，最佳目标是格利泽 581 d，这颗行星距离我们 20 光年，质量至少是地球的五倍。今年夏天，法国科学家利用计算机模型预测，这颗行星可能拥有稳定的大气层和液态地表水，它围绕着一颗红矮星运行，位于宜居带寒冷的外缘。瑞士日内瓦大学的天文学家斯蒂芬·乌德里 (Stéphane Udry) 的团队于 2007 年发现了格利泽 581 d，他说这颗行星可能形成于距离太阳较远的地方，然后移动到了现在的位置。当它向内迁移时，行星上的冰可能融化并形成海洋，使其成为已知的第一颗海洋世界。

未来形势

正如科学家可以利用大气线索来确定某个行星或卫星上存在生命的可能性一样，他们也可以利用这些线索猜测生命可能采取何种形式。美国宇航局戈达德太空研究所的生物气象学家南希·基昂 (Nancy Kiang) 表示，适应暗红矮星的植物可能看起来是黑色的，因为它们会进化出吸收红外光的能力。与此同时，SETI 研究所的天文学家塞思·肖斯塔克 (Seth Shostak) 表示，动物，尤其是那些生活在与地球相似的岩石或海洋星球上的动物，可能拥有更常见的设计。例如，头部将感觉器官（眼睛、耳朵、胡须）放在靠近大脑的位置，从而缩短反应时间并增加动物的生存机会。他说，如此高效的设计可能会很常见。在 6 月的天体生物学会议上，安德烈·芬克尔斯坦 (Andrei Finkelstein) 表示，外星人可能看起来很像我们：不仅有头，还有两只胳膊和两条腿。剑桥大学古生物学家西蒙·康威·莫里斯也提出了类人智慧生命模型。

“我们一直在寻找像我们一样的生物。那里的大多数智慧都不是生物。”不过，肖斯塔克并不确定最高级的生命形式是否完全是我们熟悉的。“从技术到人工智能的时间非常短，”他说。“我们一直在寻找像我们一样生活在像我们这样的星球上的生物，事实上，我认为那里的大多数智慧都不是生物”，而是人工智能。

约翰·普里斯库对外星生命的出现也持同样开放的态度。“我敢打赌我们已经直面过它了，”他说，“但不知道我们在寻找什么。”

未解之谜简史

波蒂奇县 UFO 追逐，1966 年

4 月 17 日凌晨 5 点左右，波蒂奇县警局的两名警官在俄亥俄州拉文纳附近的天空中看到一个移动的椭圆形物体，他们与另外两名警官一起追赶该物体 85 英里，直到在宾夕法尼亚州康威附近看不见它。这一事件引发了电影《第三类接触》中类似的警察追捕。经过调查，空军表示，警官们看到了一颗卫星和金星。这与警官的报告相矛盾，警官们的报告称该物体在空中低空飞行并左右移动。

“哇！”信号，1977年

天文学家杰里·埃曼偶然发现了来自俄亥俄州立大学大耳朵望远镜的两分钟无线电信号，其中出现了独特的代码“6EQUJ5”。射电望远镜过去使用字母数字代码来表示信号强度。6EQUJ5 表示信号强度是正常深空辐射的 30 倍，促使埃曼在空白处用红笔潦草地写下“哇！”。这个信号从未被解释过或再次出现过。另一个谜团是：它以接近 1,420 兆赫的频率广播，这是氢共振的频率，科学家们认为这是外星通讯的首选频率。

伦德尔沙姆森林事件，1980 年

12 月下旬，查尔斯·哈特中校带领一支由十几人组成的队伍进入英格兰的伦德尔沙姆森林，跟踪有关外星飞船的报告。在森林里，他们遇到了哈特所描述的漂浮的红眼，它“突然爆炸”，开始发出光线，然后完全消失。这次事件可以说是已知的记录最详尽的遭遇：团队成员提供了确凿的证词、签署了宣誓书，并有这次遭遇的录音带。最常见的解释是，该团队看到的是附近的奥福德内斯灯塔。