科學家們已經(jīng)找到了一種很有前途的方法來探測遙遠行星上的生命，這種方法取決于與地球完全不同的世界以及在尋找外星生命時很少考慮的氣體。
在一篇新的《天體物理學雜志快報》論文中，加州大學河濱分校的研究人員描述了這些氣體，這些氣體可以通過詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）在系外行星（太陽系外的行星）的大氣層中探測到。
這種氣體被稱為甲基鹵化物，由一個甲基基團組成，該基團含有一個碳原子和三個氫原子，并與氯或溴等鹵素原子相連。它們主要由地球上的細菌、海藻、真菌和一些植物產(chǎn)生。
尋找甲基鹵化物的一個關鍵方面是，類似地球的系外行星太小且太暗，無法用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（目前太空中最大的望遠鏡）看到。
相反，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡必須瞄準更大的系外行星，這些行星圍繞著小紅星運行，擁有深邃的全球海洋和厚厚的氫氣大氣層，被稱為海西恩行星。人類無法在這些星球上呼吸或生存，但某些微生物可能會在這樣的環(huán)境中茁壯成長。
加州大學河濱分校天體生物學家、論文合著者艾迪·施維特曼 (Eddie Schwieterman) 表示：“與類似地球的行星不同，由于大氣噪聲和望遠鏡的限制，很難探測到生物特征，而海西星行星提供的信號要清晰得多。”
研究人員認為，在海西恩星球上尋找甲基鹵化物是目前最佳的策略。
“目前，在類似地球的行星上很難或不可能探測到氧氣。然而，Hycean 星球上的甲基鹵化物為利用現(xiàn)有技術進行探測提供了獨特的機會，”加州大學河濱分校行星科學家、論文第一作者 Michaela Leung 說道。
此外，尋找這些氣體可能比尋找其他類型的指示生命的生物特征氣體更容易。
“尋找甲基鹵化物的一大好處是，使用詹姆斯·韋伯望遠鏡，你只需 13 個小時就能找到它們。這與尋找氧氣或甲烷等氣體所需的望遠鏡時間差不多，甚至要短得多，”梁說?！笆褂猛h鏡的時間越短，成本就越低。”
雖然地球上的生命體確實會產(chǎn)生甲基鹵化物，但這種氣體在我們的大氣中的濃度很低。由于海西恩行星的大氣構成截然不同，而且繞著不同類型的恒星運行，因此這些氣體可能會在其大氣中積聚，并在數(shù)光年之外就能探測到。
“如果我們發(fā)現(xiàn)這些微生物，它們將是厭氧的。它們會適應一種非常不同的環(huán)境，我們無法真正想象那是什么樣子，只能說這些氣體是它們新陳代謝的合理產(chǎn)物，”施維特曼說。
這項研究建立在之前對不同生物特征氣體的研究基礎之上，其中包括另一種可能存在生命的二甲基硫醚。然而，甲基鹵化物似乎特別有希望，因為它們在紅外光中具有很強的吸收特性，并且在以氫為主的大氣中具有高積累潛力。
雖然詹姆斯·韋伯望遠鏡目前是進行此項研究的最佳工具，但未來的望遠鏡（如擬議的歐洲 LIFE 任務）可以使探測這些氣體變得更加容易。如果 LIFE 按照計劃在 2040 年代發(fā)射，它可以在不到一天的時間內(nèi)確認這些生物特征的存在。
“如果我們開始在多個行星上發(fā)現(xiàn)甲基鹵化物，這將表明微生物生命在整個宇宙中很常見，”梁說?！斑@將重塑我們對生命分布和生命起源過程的理解?！?/span>
未來，研究人員計劃將這項研究擴展到其他行星類型和其他氣體。例如，他們已經(jīng)對索爾頓海散發(fā)的氣體進行了測量，這些氣體似乎會產(chǎn)生鹵代氣體，例如氯仿。“我們希望測量地球極端環(huán)境中產(chǎn)生的其他物質，這些物質在其他地方可能更常見，”施維特曼說。
盡管研究人員不斷突破探測極限，但他們承認，直接對系外行星大氣進行采樣仍超出了目前的能力。然而，望遠鏡技術和系外行星研究的進步有朝一日可能會讓我們更接近回答人類最大的問題之一：我們是孤獨的嗎？
“人類近期不會造訪系外行星，”施維特曼說。“但知道去哪里尋找、尋找什么，可能是尋找地球以外生命的第一步。
