找到外星生命的目標能否實現?美報告稱關注地下生命
2018年10月12日10:07

  來源:科技日報

  美國國家科學、工程和醫學院官網10日公佈的一份最新報告稱,為推動對宇宙生命的探索,發現外星生命,美國國家航空航天局(NASA)應支援更廣泛的生物印記和環境研究,並將天體生物學納入未來探索任務的所有階段。

  加拿大多倫多大學天體生物學家芭芭拉・舍伍德・洛拉爾表示:“如果我們真要實現找到外星生命這樣遠大且崇高的目標,那麼,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。天體生物學是一個非常需要創造性思維的領域,我們應該不斷開闊視野,因為這是一段無盡的旅程”。

  需要更大的望遠鏡

  該報告總結了未來幾十年該領域所需要的技術:為了取得成功,需要非常強大的望遠鏡以及阻擋恒星光線的設備。為在行星上發現生命跡象,望遠鏡需要阻擋恒星發出的光線,這樣才能探測到恒星周圍光線昏暗的行星。報告稱,目前相關技術仍處於研發階段。即便是將於2021年發射的詹姆斯・韋伯太空望遠鏡,號稱“史上最強”的望遠鏡,也僅是一個紅外儀器,用於觀測宇宙中較寒冷天體。

  目前設想的大型望遠鏡包括“宜居系外行星成像任務”(HabEx)和“大型紫外/光學/紅外巡天望遠鏡”(LUVOIR)。據悉,HabEx將能夠直接拍攝環繞其他恒星的行星,並測量它們的大氣層;LUVOIR將能夠直接觀測系外行星,搜尋地外生命信號。

  報告還建議NASA加大開發生命探測技術的力度,以推進對生命的搜尋。

  將天體生物學納入任務所有階段

  此外,報告認為,要想取得成功,除了技術裝備,NASA需要將天體生物學納入不同類型任務的所有規劃階段。

  天體生物學主要對宇宙生命的起源、演化、分佈和未來進行研究,是一個方興未艾的領域,自NASA的《天體生物學戰略2015》發佈以來,該領域已獲得快速發展,最近的進展強化了天體生物學在NASA任務中的作用,NASA需要更新的天體生物學科學戰略。

  報告還指出,到目前為止,具有天體生物學目標的行星探測任務的規劃、實施和運行,往往傾向於地質學視角而非以天體生物學為重點。將天體生物學納入任務的所有階段,從開始到開發,再到運營。而且,將物理學、化學、生物學、地質學、行星學和天體物理學融入天體生物學研究,將更好地展示生命與環境之間的關係。

  舍伍德・洛拉爾說:“天體生物學與許多其他科學領域的區別是:強調對各種科學專業進行整合的跨學科思維。”

  重點關注地下生命

  該報告還強調,我們不應囿於宜居性,用來尋找地球及其他地方生命的證據――生物印記的範圍需要擴展。

  舍伍德・洛拉爾說:“新建議提出要進行系統層面的思考:將行星看成一個‘整體樂章’,宜居性可以看成是其中的‘一段旋律’。”

  這種思維的轉變部分源自於科學家在世界各地獲得的新發現,這些發現揭示了生命可以頑強到何種程度。從以化學物質為生的微生物所生活的深海熱液噴口,到嚴酷的阿塔卡馬沙漠以及遠至南極洲的冰層之下,生命都不斷湧現。此前,科學家曾一度認為這些地方的環境太過嚴苛,生命無法生存。但上述層出不窮的新發現證明,正如古語所說“甲之蜜糖,乙之砒霜”,對於某種生命來說不宜居的地方,對於其他生命來說,卻可能是天堂。

  新報告尤其強調了地下生命的可能性,NASA應該專注於研究和探索行星地表之下存在生命的可能性。因為最近的新發現已經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,以及在擁有地下海洋的行星和衛星中維持生命的地質過程的可能性。

  該報告還強調了識別生命的關鍵挑戰:準確發現和解釋科學家所謂的“生物印記”(biosignatures)――生命的化學變化特徵。報告稱,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“藍圖”、或我們目前所知的生命的其他特徵無關的生命跡象。這些生物印記並不像聽起來那麼簡單直白,特別是在太陽系外,很難定位,“宇宙並沒有給我們顯示指向它們的巨大光標”。

  該報告也標誌著地外智能搜尋(SETI)重入主流研究。SETI嚐試探測來自技術先進的外星文明的無線電波或光波信號,以尋找像人類這樣的生命,而不是單細胞生物。1992年,NASA推出SETI項目,但一年後一位參議員砍掉了預算里所有用於SETI的資金,項目終止。不過,在被“束之高閣”25年後,美國國會不久前準備給NASA撥款1000萬美元,讓其重啟搜尋地外文明計劃。

  舍伍德・洛拉爾指出:“深入研究我們從其他行星系統中獲得的發現,還可促進我們在地球上進行的研究,並幫助我們更好地瞭解自身。”

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