 北京时间12月25日，由美国航天局（NASA）打造、一鸽再鸽的韦伯望远镜（JWST）终于成功升空。据报道，这台号称“史上最贵的”望远镜斥资100亿美元，而由它搭载的红外“之眼”在至今送入太空的望远镜中也最为强大。（关于望远镜的来龙去脉及特点，可以移步今日二条）这对执着于寻找外星生命的人类来说，无疑是个好消息，因为许多预示生命存在的物质存在于大气，而不同成分具有独特的光谱特征，可由韦伯精准记录。不过，除此之外，天文学家还有哪些探索地外生命的方法？  先找宜居星球 再找生命标志物 宇宙浩瀚无穷，容纳无数星球，但目前已知存在生命的只有地球。因此，一直以来，天文学家在寻找地外生命时只有一条宗旨：参照地球。换言之，一颗行星与地球越相似，存在生命的可能性越高。在地球上，生命的形成和维持都需要液态水，所以液态水的存在与否是探索任务的重要线索。此外，地球还拥有“防辐射”大气层、独特的气温及压强条件、与太阳之间恰恰合适的距离、生命形成所必须的元素（如碳、氧、氮、硫等）、地幔和地核中的大量铁元素……这些也都是评估星球宜居性的重要标准。  但以上只是探索的第一步，它们的意义在于确定一颗星球上存在生命的概率，毕竟宜居并不意味着生命必然存在。那么，怎样判断一颗星球是否已有生命？这就需要详细分析，大气中是否具有由生命产生的标志性化学物。据专家介绍，甲烷和臭氧共存，是最常见的生命标志。这两种分子在自然条件下会发生化学反应，致一方减少，除非有外力干预，否则不会长期共存。去年一项发表于《天体生物学》的研究则表明，一种很臭、很毒的气体——磷化氢也“可供参考”。一些极端厌氧的微生物能产生磷化氢，一旦确证它在岩质行星存在，“那将是明确无误的生命迹象。” 确定先进文明 从污染、能源入手 如果外星存在类似人类的智能生命，他们很可能已经创造了与地球媲美的技术文明。这样，他们的技术或许会在太空中留下“蛛丝马迹”，供我们检测。 近年来，随着天文仪器的发展，天文学家的目光也开始从生物特征逐渐转向技术特征。现阶段，大家比较熟悉的技术特征是射电信号。正常而言，天体产生的射电信号具有一定规律性，如果探测到的射电信号不合常理，便被冠以“神秘”之名，在大肆渲染下成了“外星生命发出的信号”。然而，过去的研究否定了绝大多数所谓的“生命信号”，它们不过源自未知天体或太空天气本身。  NASA研究员认为，大气污染是另一种被人低估的技术特征。一项今年2月发表于《天体物理学杂志》的论文称：“在地球，低层大气的二氧化氮主要来自人类活动，比如燃烧化石燃料。因此，观察宜居星球的二氧化碳，或将为我们指示工业化文明的存在。” 先进的文明，理应善于利用天然能源。地球上的我们发明了太阳能电池板，充分利用来自太阳的能量，而这“对于其他文明而言，也是一件非常自然的事。”如果地外文明铺设大量太阳能板，该行星反射的光也将表现出一定的光谱特点，届时，望远镜可对其进行有效区分。当然，不排除有些文明会比地球文明更先进——他们不仅能利用太阳能，还能利用“黑洞能”。一项8月发表于《皇家天文学会月刊》的研究提出，若地外先进文明存在，他们很可能已经打造了一种包裹黑洞、并捕捉其释放能量的球体——戴森球，而该过程中的能量丧失，可被现有望远镜捕捉。 反向操作：为外星人指路 相对于主动发起搜寻，部分科学家正另辟蹊径：他们试图通过向宇宙发送信息，引导外星生命主动发觉地球。电磁辐射（从可见光到无线电波再到红外线），是他们的通信首选。通过调制电磁波频率，人类可用简单的二进制代码编制复杂的信息。而且，由于电磁波具有方向性，任何拦截信号的智能外星生物都能轻松溯源，找到地球。然而，这种方法的问题在于，信号在传播时可能衍射或变宽，就像水面泛起的涟漪一样，随着能量的丧失变得难以识别。激光是“发简讯”的另一选择，它的传播距离更远，但同时，所需精度也更高。换言之，在向外星人发送信号之前，我们必须先知道“他们住在哪儿”。既然直接指路行不通，我们有没有间接指导的办法？有学者提出，可以在航天器上放个“漂流瓶”。1972年先驱者10号携带的“人类名片”是典型示例。名片上绘制着一对地球男女的形象，以及一幅基于14颗脉冲星的宇宙地图。脉冲星是宇宙中的GPS，科学家们认为，根据地图提供的信息（包括脉冲星到地球的距离及其转速），外星文明可精准定位地球。  △人类名片图示 遗憾的是，这些脉冲星的转速正在减缓，甚至在数亿年后停止旋转，但要引导一个地外文明找到地球并抵达地球，“数亿年”是远远不够的。 综上，纵使我们有一百种办法帮外星人找到地球，仍需具备最重要的前提条件——耐心。  ◎编译作者：陈之涵 ◎内容来源： https://www.livescience.com/earth-directions-for-aliens https://phys.org/news/2021-08-advanced-civilizations-dyson-spheres-energy.html https://phys.org/news/2021-02-extraterrestrial-civilization-pollution-solution-nasa.html 往期精彩回顾 |恐龙时期的海洋霸主长啥样？科学家今天公布这一巨型水怪研究结果 |首台鸿蒙车问世！华为没造车，只是帮助企业制造“四轮智能终端” |还在相信个子越高越容易得癌？Nature“友情提示”——不如少吃点肉 |找到509颗脉冲星只是FAST的第一步，“超级地球”才是终极目标！ 2022开启订阅季 《科学大观园》2022年订阅开始啦！ 想了解最新的科学前沿吗？ 想避免被谣言欺骗吗？ 想掌握实用的科学知识吗？ 《科学大观园》全部可以满足你！ 快来订阅吧！点击文末阅读原文了解详情   扫描二维码关注我们 点击阅读原文订阅杂志  点击“阅读全文”订购全年期刊 |
