即使天文學家們正努力實現備受期待的里程碑式發現——一顆環繞另一顆恆星執行的類地孿生行星，研究人員已經在詢問，探測這種行星上是否存在外星生命需要什麼條件。好訊息是，目前正在規劃的觀測站可能有機遇。然而，這絕非易事。
最近發表在《天體物理學雜誌》和《天文學與天體物理學》上的研究表明，下一代巨型地面望遠鏡可能能夠從穿過系外行星大氣層的星光中梳理出生物標記訊號。兩組科學家計算了計劃中的歐洲極大望遠鏡（E-ELT）（上圖）可能探測到的生物標記物，該望遠鏡將使夏威夷莫納克亞山上的雙子星凱克望遠鏡相形見絀，後者目前處於天文學的最前沿。
地球上的生物體透過多種方式在環境中留下化學印記，例如，植物和細菌產生氧氣，消化過程中釋放甲烷，以及全球碳迴圈中二氧化碳的產生和消耗。測量系外行星大氣層中的這些化學物質可能為那裡存在生命提供強有力的跡象。
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天文學家使用世界上最好的望遠鏡已經識別出巨大、高輻射系外行星大氣層中的特定原子和分子。對於較冷軌道上較小的行星——光子相對稀缺的物體——做同樣的事情，將需要更大的望遠鏡和多年的觀測。
憑藉高解析度攝譜儀將從系外行星收集的光線分解成其組成波長，原則上，E-ELT 將能夠發現溫和的類地世界大氣層中的氧氣。這座巨型天文臺也可能能夠識別水，水被認為對生命很重要，但並非必要條件，以及臭氧（O3），一種與氧氣密切相關的分子。“當我們確定存在臭氧時，我們可以非常肯定大氣中存在氧氣，”德國航空航天中心和法國波爾多天體物理實驗室的天體物理學家帕斯卡爾·海德爾特解釋說，他是《天文學與天體物理學》研究的主要作者。海德爾特的研究小組探索的一些情景中，甲烷也可能是可探測的。
然而，化學與生命之間的聯絡並非總是直接的，探測氧氣、甲烷或其他一些生物相關分子將需要仔細的解釋。金星有一個臭氧層，根據行星科學界有些爭議的研究，火星會釋放出偶爾的甲烷羽流。然而，沒有確鑿的證據表明這兩顆行星都存在微生物。“原則上僅僅發現氧氣是不夠的，”荷蘭萊頓大學的伊格納斯·斯內倫說，他是《天體物理學雜誌》研究的負責人。關於未來的系外行星研究，斯內倫警告說，“你真的需要全面描述大氣層的特徵。”