詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將運(yùn)行在距地150萬公里的軌道上，幫助科學(xué)家尋找太陽系附近的宜居行星。

經(jīng)過半個多世紀(jì)的努力，人類還沒有找到外星文明存在的證據(jù)。不過，人們仰望星空的熱情絲毫不減。近日，美國航天局科學(xué)家樂觀地表示，隨著探測技術(shù)的進(jìn)步，未來二三十年內(nèi)會發(fā)現(xiàn)外星生命。

地球之外是否存在生命？如果有外星人，他們什么模樣？文明達(dá)到何種程度？為了尋找這些問題的答案，人類早在1962年就開始通過無線電監(jiān)聽來搜尋外星文明，然而到目前為止還沒有掌握外星文明存在的確鑿證據(jù)。

不過，爭議和質(zhì)疑沒有動搖科學(xué)家的信心。近日，美國航天局（NASA）科學(xué)家宣布將在20年到30年內(nèi)發(fā)現(xiàn)外星生命。這個消息讓人非常興奮。那么，目前科學(xué)家采用哪些新技術(shù)和新思路來尋找地外文明呢？

氣候?qū)W家：冷暖知你心

尋找太陽系外生命的研究隊(duì)伍迎來了新隊(duì)友：NASA的氣候?qū)W家。在研究了30年的地球之后，NASA戈達(dá)德太空飛行中心（GISS）的研究組將開始用地球的全球氣候模型來對可能宜居的系外行星上的氣候環(huán)境進(jìn)行模擬。

據(jù)《環(huán)球科學(xué)》報道，4月20日NASA在華盛頓舉行的一場會議上提出了一項(xiàng)涵蓋范圍更廣闊的計(jì)劃來識別類地行星，而使用氣候?qū)W研究系外行星，正是這一計(jì)劃的一部分。

NASA的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡通過觀察行星在“凌星”（即經(jīng)過其圍繞的恒星前面）時遮擋星光的現(xiàn)象，已經(jīng)鎖定了超過1000個系外行星，其中至少有5個行星與地球的大小相似，并且位于宜居帶，可以存在液態(tài)水。而下一步，就是通過探測穿過這些行星大氣的光，來了解這些遙遠(yuǎn)世界的環(huán)境。

“我們不能只用行星科學(xué)的思維方式來考慮這些問題了，”領(lǐng)導(dǎo)著GISS研究的氣候模型專家戴爾·杰尼奧如是說，“好像突然之間，尋找系外行星就不僅僅是天文學(xué)家的事情了，變成了行星科學(xué)家的事情，現(xiàn)在又變成了氣候?qū)W家的事情?！?/p>

在戈達(dá)德太空飛行中心，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始對主要的地球系統(tǒng)氣候模型進(jìn)行重新設(shè)計(jì)了。他們在梳理源代碼，找出跟地球相對應(yīng)的簡單參數(shù)，比如一天24小時或公轉(zhuǎn)周期365天，并把它們換成另外的參數(shù)以適應(yīng)不同的行星系統(tǒng)。初始的模擬會集中針對于早期的地球和金星、火星的形成過程，雖然這些環(huán)境都無法支持生命，但至少它們當(dāng)時表面都能容納液態(tài)水。

該團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)，則是找出決定一個行星是否能夠支持生命的關(guān)鍵要素，將它們進(jìn)行組合與匹配，最終找到“宜居帶”的確切概念。將這些關(guān)鍵要素放入系外行星模型中，研究人員就能創(chuàng)造出可能宜居行星大氣的光譜數(shù)據(jù)庫，便于天文學(xué)家進(jìn)行觀察和篩選。

紅外線：千萬里追尋著你

近日，美國天文學(xué)家成功研制出一種利用紅外線信號尋找外星人的新型武器，希望在不遠(yuǎn)的將來能帶來地外文明存在的消息。

據(jù)報道，這一新型探測器的最大亮點(diǎn)在于可成功捕捉紅外線信號。在宇宙空間中，相較于可見光，紅外線可以穿透更長的距離，因而這種新的探測器可以探測到數(shù)千光年以外的星體。

據(jù)悉，此次研制的紅外線探測器是1984年設(shè)立的地外文明搜尋計(jì)劃（SETI）的一部分。目前，該探測器已在加州大學(xué)的里克實(shí)驗(yàn)室安裝完畢，并在3月15日觀測到第一束紅外線。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員、SETI組織的創(chuàng)建人德雷克說，這是地球人第一次以毫微秒級別的紅外線探測器來觀測宇宙空間?！凹t外線脈沖信號很強(qiáng)，只需要一臺小型望遠(yuǎn)鏡就可以接收這些信號。小型望遠(yuǎn)鏡可提供更多觀測時間，幫助我們觀測更多星體，提高成功的幾率?！钡吕卓送瑫r也提到，這種新型設(shè)備有一個缺點(diǎn)：地外文明發(fā)射的紅外線信號需要朝向探測器的方向，才能被探測到。

據(jù)介紹，諾貝爾獎獲得者、加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家查爾斯·托恩斯，曾在1961年首先提出利用紅外線來探測外星人的設(shè)想。相比較早前的光學(xué)探測器，這種新型探測器可捕捉到更多種不同的光學(xué)信號?？茖W(xué)家們已推測出某些地外文明可能發(fā)射的信號類型，可對接收到的信號進(jìn)行細(xì)致分析。

生物反射光：刻畫你的樣子

不同生物具有不同的反射光信號，如果我們收集到系外生命的反射光，就可以勾勒出遙遠(yuǎn)星球的可能模樣。

美國科學(xué)家近日提出了一種可尋找外星生命的方法，他們通過對地球上137種不同生物的反射光進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)可以利用生物反射光來尋找地外生命。比如我們從軌道上觀測地球上的綠色植物，能夠收集到來自這些物質(zhì)的特殊光譜信號，大量的綠色植物一旦出現(xiàn)在系外行星上，我們就有望發(fā)現(xiàn)它們?？茖W(xué)家認(rèn)為，使用該方法還可以發(fā)現(xiàn)地外天體是否存在生物多樣性，如果反射光信號復(fù)雜且數(shù)量龐大，那么可以推測這顆系外行星上擁有多個種類的生命。

通過反射光來研究地外生命并且確定外星生命的化學(xué)組成和生命特點(diǎn)，這一技術(shù)已經(jīng)被科學(xué)家用于對地觀測的研究之中。來自加州大學(xué)的空間技術(shù)和遙感科學(xué)家對地球上137種不同物種進(jìn)行了詳細(xì)觀測，尋找出它們各自的生物特征，從軌道的角度看，它們能夠反射出不同的“生物信號”。到目前為止，科學(xué)家尋找外星生命的方法仍然傾向于間接法：尋找來自生命活動的物質(zhì)，比如探測系外行星大氣中的甲烷信號等。

如果一顆系外行星存在豐富的物種，那么我們可以在其光譜中分析出特別的生物指紋，這就像外星人從遙遠(yuǎn)的宇宙空間觀測地球一樣，它們也會發(fā)現(xiàn)地球上擁有大量的綠色植物，地球上大量的樹木和其他植物的反射光都會進(jìn)入外星人的望遠(yuǎn)鏡?？茖W(xué)家認(rèn)為有生命的星球應(yīng)該具備特殊的化學(xué)指紋，不同類似的微生物也擁有不同的化學(xué)指紋。天文學(xué)認(rèn)為，如果我們能夠收集到擁有生命的系外行星數(shù)據(jù)庫，就可以勾勒出這個世界的模樣。

太空望遠(yuǎn)鏡：守望你的天空

4月24日，哈勃望遠(yuǎn)鏡迎來了25年的服役歷史。啟動一個新的尋找生命的繼任者是送給它的最合適的生日禮物，一名管理哈勃望遠(yuǎn)鏡的主要研究人員如是說。

哈勃望遠(yuǎn)鏡是美國宇航局和歐洲太空局的聯(lián)合執(zhí)行項(xiàng)目，于1990年4月24日搭乘發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)發(fā)射進(jìn)入太空。1993年，哈勃望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)部件出現(xiàn)了嚴(yán)重問題，宇航員通過太空行走進(jìn)行了一次維修任務(wù)。至今，哈勃望遠(yuǎn)鏡改變了天文學(xué)家對宇宙的理解，同時給世人帶來了一大批壯觀的宇宙照片。

位于巴爾的摩市的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究院是哈勃望遠(yuǎn)鏡科學(xué)項(xiàng)目的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?！霸谖铱磥恚?cái)政預(yù)算下一個優(yōu)先支持的項(xiàng)目應(yīng)該是尋找太陽系之外的生命，”該研究院的天文物理學(xué)家馬里奧·里維奧說，“這依靠于一個新的強(qiáng)有力的太空望遠(yuǎn)鏡，它應(yīng)該能夠在系外類地行星的大氣層中識別出生命特征。”

哈勃望遠(yuǎn)鏡退役后，繼任者是NASA耗資88億美元建造的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），將在2018年發(fā)射。據(jù)悉，韋伯望遠(yuǎn)鏡的軌道距離地球大約150萬公里（932000英里），這里的軌道環(huán)境有助于望遠(yuǎn)鏡對宇宙展開觀測，科學(xué)家還希望韋伯望遠(yuǎn)鏡尋找太陽系附近的宜居行星。

除此之外，NASA還正在研發(fā)更新的太空望遠(yuǎn)鏡，任務(wù)名稱為“廣域紅外勘測望遠(yuǎn)鏡/天文物理學(xué)焦點(diǎn)望遠(yuǎn)鏡”（WFIRST/AFTA）。如果進(jìn)展順利有望在2024年左右發(fā)射，搜尋生命特征仍然是這個任務(wù)的主要目標(biāo)之一。

然而，馬里奧·里維奧的志向更大：他設(shè)想的太空望遠(yuǎn)鏡主鏡面翼展大于12米，觀測銳度高達(dá)哈勃望遠(yuǎn)鏡的25倍?！斑@樣一個強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡能夠觀測足夠數(shù)量的系外類地行星，提供研究外星生命的有效統(tǒng)計(jì)樣本?！瘪R里奧·里維奧在《自然》雜志的評論中說，大約50個系外行星將會被探測。

最新進(jìn)展

科學(xué)家稱流浪行星或存在生命

據(jù)國外媒體報道，長久以來，溫暖的陽光便被視為地球生命繁衍生息的一個關(guān)鍵要素。但天文學(xué)家表示沒有恒星光線照射的流浪行星仍有可能存在生命。

法國波爾多天體物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的天體物理學(xué)家肖恩·雷蒙德對生命如何在流浪行星上形成進(jìn)行了研究。他在《萬古雜志》撰文指出：“如果想孕育出生命——至少與我們類似的生命——一個自由飄浮版地球需要存在液態(tài)水?！毙行切枰３趾线m的溫度才能形成液態(tài)水，在沒有恒星光線照射情況下，形成液態(tài)水所需的熱量一定來自于行星內(nèi)部。雷蒙德表示：“流浪行星地表的冰層可起到高性能隔熱層的作用，鎖定行星內(nèi)部的熱量。如果冰層擁有足夠的厚度，行星的冰層下方可形成一個液態(tài)水海洋?！备鶕?jù)雷蒙德的計(jì)算，這個冰層的厚度至少要達(dá)到10公里，才能在數(shù)十億時間里保持凍結(jié)狀態(tài)。

雷蒙德表示除了內(nèi)部熱量外，流浪行星保持“體溫”的另一種方式是借助厚重的大氣層。他說：“一顆自由飄浮版地球如果擁有氫氣稠密的大氣層，其表面溫度可達(dá)到零度以上，允許地表形成湖泊和海洋，進(jìn)而孕育出生命。”

流浪行星很難發(fā)現(xiàn)，原因就在于它們不環(huán)繞恒星運(yùn)行，幾乎不反射任何光線。過去15年時間里，科學(xué)家共發(fā)現(xiàn)50顆流浪行星。