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下一代望远镜将可以捕捉到地外生命的线索。

撰文：约翰·马特森（John Matson） 翻译：钱磊

天文学家一直在努力寻找像地球一样有生命存在的星球，这项具有划时代意义的研究，吸引着众多科学爱好者的目光。虽然还没有找到，但研究人员已经在开始准备，检测这样一颗行星上是否有生命需要些什么设备。好消息是，规划中的一些天文台可能会有这样的设备，但能否最后实现还不是很确定。

最近，《天体物理学》（Astrophysical Journal）和《天文与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上都发表论文认为，下一代地面巨型望远镜或许可以根据行星发出的星光，分辨出其中是否有生命信号。这两篇论文的作者都通过计算，确定了未来的欧洲极大望远镜（ E-ELT，下图）可以探测到什么样的生命指标。欧洲极大望远镜的出现，将把夏威夷莫纳克亚山上目前性能最佳的一对凯克（Keck）望远镜远远地甩在身后。

地球上的生物会向环境释放各种化学物质。例如，植物和细菌产生氧气，消化过程释放甲烷，全球碳循环中产生和消耗二氧化碳。如果在系外行星的大气中检测出这些化学成分，则说明——那里很可能有生命。

大质量系外行星的辐射较强烈，使用世界上最好的望远镜，天文学家已经在其中辨认出了某些原子和分子。而较小、较冷的行星发出的光较少，对它们进行探测，需要用更大的望远镜观测数年。

使用高分辨率光谱仪可以把系外行星的光分成不同频率。原则上，对于和地球类似的系外行星，欧洲极大望远镜可以探测到它们大气中的氧气。这个巨大的天文台或许也可以分辨出水，水对生命很重要，但它不是生命存在的充分条件。臭氧也是如此，因为它和氧气联系紧密。“当我们确信大气中存在臭氧时，我们也会非常肯定，其中存在氧气，”德国航空航天中心和法国波尔多天体物理实验室的科学家帕斯卡·埃代尔特（Pascal Hedelt）解释说。他是《天文学和天体物理学》那篇文章的主要作者。埃代尔特的研究小组甚至还可以探测到甲烷。

然而，化学和生命之间的联系并不总是那么直接。探测到氧气、甲烷或其他和生物学有关的分子，并不能简单地用存在生命来解释。根据研究，金星有一个臭氧层，火星有时会放出甲烷气体（这一点在行星科学界有争议）。但现在还没有确凿的证据表明，这两颗行星上有任何微生物。

“原则上只找到氧气是不够的，”荷兰莱顿大学的伊格纳斯·斯内伦（Ignas Snellen）说。他是《天体物理学》那篇文章的主要作者。对于未来的系外行星研究，斯内伦比较谨慎，他说，“我们需要从整体上研究系外行星的大气”。