在地球以外生命的探索中，虛驚一場的情況比比皆是。研究人員普遍考慮過，並駁斥了各種說法，從 1970 年代關於火星上存在生命的報告，到 1990 年代在隕石中“發現”的化石太空微生物。
現在，受到探測到太陽系以外數千顆行星的啟發，NASA 已經啟動了一項新的努力，以學習如何識別外星生命。目標是瞭解外星生命可能產生哪些氣體——以及地球天文學家如何在穿過行星大氣層的光線中探測到這些“生物特徵”（參見“尋找外星生命”）。
本週，該機構將在華盛頓州西雅圖市召開一次研討會，最終目標是就如何避免未來出現令人尷尬的錯誤向 NASA 系外行星小組提供建議。“我們必須齊聚一堂，確定什麼是另一個行星上存在生命的良好證據，”研討會的組織者之一、NASA 戈達德太空飛行中心（位於馬里蘭州格林貝爾特）的天文學家 Shawn Domagal-Goldman 說。
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來源：Nature，2016 年 7 月 27 日 doi:10.1038/535474a。來源：圖表：S. Seager & W. Bains Sci. Adv. 1, e1500047 (2015)；錐體：參考文獻 5
這項工作來得正是時候，因為天文學家們正在努力研究如何解讀來自下一代望遠鏡的系外行星資料。一些科學家正在努力瞭解自然如何在沒有生命有機體的情況下產生典型的生物特徵氣體，例如氧氣。另一些科學家則試圖儘可能廣泛地思考可能維持生命的生物化學型別。
英國聖安德魯斯大學的天文學家莎拉·魯海默 (Sarah Rugheimer) 說：“我們可能會自欺欺人地認為一顆沒有生命的行星存在生命，或者我們可能會錯過生命，因為我們並不真正瞭解另一個行星上可能產生的東西的背景。”
探測到生物特徵氣體只是瞭解系外行星上可能發生的事情的第一步。華盛頓大學（位於西雅圖）的天文學家維多利亞·梅多斯 (Victoria Meadows) 說，每個世界都有其自身的物理和化學因素組合，這些因素可能會或可能不會導致生命。“行星很複雜，我們不應該認為它們都一樣，或者很容易揭示它們的秘密，”她說。
行星的環境是關鍵。一些地球大小的行星圍繞 M 矮星（銀河系中最常見的恆星型別）執行，距離適中，可以容納液態水。但梅多斯的研究合作者已經證明，光化學反應可以將水送入行星的大氣層，然後分解其氫，氫會逸入太空。剩下的是厚厚的氧氣層，這層氧氣看起來好像來自生物有機體，但實際上是失控溫室效應的結果。
有一些方法可以辨別。失控的溫室效應將產生比地球稠密數千倍的大氣層，其中 O2 分子碰撞產生 O4。因此，梅多斯團隊今年報告稱，在行星大氣層中發現 O4 可能是氧氣實際上並非來自生命的線索。
另一種方法是列出替代生物特徵氣體清單——一些不如氧氣那樣明顯，但可能由特定條件下的生物體產生的物質。這些物質包括地球浮游植物產生的二甲基硫，甚至氨氣。在寒冷的外星行星上，生物體可能會使用與工業製造商相同的化學過程來製造這種氣體。
在馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院，天文學家薩拉·西格 (Sara Seager) 已開始研究 14,000 種足夠穩定以存在於行星大氣層中的化合物。她和她的同事正在使用諸如是否存在將化合物送入大氣層的地球物理方法等標準來縮小他們最初的分子清單。
西格說：“我們正在進行分類過程。” “我們不想錯過任何東西。”
西雅圖會議旨在彙編生物特徵氣體及其化學性質的工作清單。這些資訊將用於天文學家如何分析來自 NASA 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的資料，該望遠鏡計劃於 2018 年發射。馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科學研究所的天文學家尼科爾·劉易斯 (Nikole Lewis) 說，該望遠鏡將只能觀察少數宜居行星，但它將首次詳細瞭解哪些世界周圍環繞著哪些氣體。
沒有哪種單一氣體可能成為外星生命的鐵證。但 Domagal-Goldman 希望研討會能夠產生一個框架，以瞭解科學家可能在哪裡絆倒自己。“我們不希望釋出一篇很棒的新聞稿，”他說，“然後一週後每個人都顏面掃地。”
本文經許可轉載，並於 2016 年 7 月 27 日首次釋出。