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幾年前，我曾在 DARPA 生物技術專案辦公室的啟動會議上就天體生物學發表演講。DARPA，即國防高階研究計劃局，是美國國防部的創新研究智庫——一個獨特的組織，它彙集了各個學科的科學家，指導關於國家安全相關各種主題的研究。我作為他們一天的總結髮言人出現，他們當天都在擔心更接近本土的問題——我花了一個多小時，告訴他們天文學家在尋找我們星球以外的生物方面取得了令人難以置信的進展。
談論外星生命既令人興奮又令人沮喪——關於生命搜尋有很多可說的，但對生命本身知之甚少。例如，即使在六年前，如果你問像地球這樣的小型岩石行星是常見還是罕見，沒有人能告訴你。現在，由於 NASA 的開普勒任務等太空專案，以及使用地球望遠鏡進行搜尋的研究團隊（例如最近發現一顆行星繞我們鄰近恆星比鄰星執行的團隊），我們知道銀河系中充滿了行星。實際上，行星如此之多，以至於當你凝視夜空時，每顆恆星都可能是一個新世界中的太陽。總的來說，這些行星的大小都與地球大致相同——這令人興奮地暗示，雖然我們尚未在其他地方發現生命，但潛在的棲息地卻比比皆是。
令人驚訝的是，大多數行星都存在於你看不見的太陽周圍：微小的紅星，其微弱的光芒使它們肉眼無法看到。這些小紅星（稱為 M 矮星）數量非常多，佔我們銀河系所有恆星的 70%——但它們也曾經是行星搜尋的棄兒。天文學家有很多理由將它們排除在適宜居住的世界之外：它們微弱的能量輸出意味著行星必須非常靠近它們執行，以至於它們會被潮汐力鎖定——一面永遠是白天，另一面永遠是黑夜。即使行星確實存在於它們周圍，它們的行星大氣層也肯定會凍結和崩潰！或者，即使它們逃脫了這種命運，人們認為來自其母恆星的高能耀斑會用高能紫外線和 X 射線輻射轟擊毫無防備的行星表面，使其表面變得貧瘠。即使某些生物存活下來，在它們的非常紅的光線下，大部分超出了人類在紅外線中的視覺範圍（我們體驗為熱量的輻射能量，我們只能用夜視鏡看到），光合作用將受到限制——或不可能！生命不僅不會繁榮，甚至連生存的機會都沒有。
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然而，在 2005 年，SETI 研究所舉辦了一個小型研討會，旨在重新評估數十年的行星派對破壞——我，作為一名特別幸運的年輕研究生，得以參加。 在這一週裡，我們以新的視角審視了這些假設，最終得出結論，這些所謂的攔路虎實際上並沒有那麼令人望而卻步。雖然 M 矮星周圍的行星很可能受到潮汐的影響，但它們也可能在這些影響的情況下仍然適宜居住，而在地球上，植物可以利用紅光進行光合作用。即使那些討厭的耀斑似乎也沒那麼糟糕：幾年前，我的同事 Antigona Segura 和我使用計算機模型結合恆星資料來證明，即使是大型耀斑也可能不會對宜居性產生那麼大的不利影響：大部分高能紫外線會被行星的大氣層過濾掉。 無論如何，當涉及到保護高輻射環境中的生物時，進化可以是非常有進取心的：一些高海拔植物會產生自己的保護性蠟，而更脆弱的生物可以只是躲在水下，這可以有效地抵禦紫外線輻射。 自那次 SETI 研討會以來的幾年裡，無數團隊都在努力工作，使 M 矮星周圍行星的宜居性問題可以用細緻的細節來回答，而不是簡單的是或否。
雖然在過去十年中，我們對這些外星環境可能是什麼樣的理解已經突飛猛進，但仍有許多未知數。恆星活動——耀斑的總稱，以及從磁性恆星中以帶狀和塊狀形式流出的高能粒子——仍然對行星的宜居性構成引人注目的威脅。即使行星受到其大氣層（或其自身的磁場）的部分保護，免受恆星活動的影響，行星大氣層中由此產生的化學反應可能會使其成分變得有毒，而不是令人愉快——至少對於我們所知的生命而言是這樣。更令人困惑的是，恆星活動還會隨著時間的推移侵蝕行星大氣層，將其沖刷並逐漸颳走大氣層。如果一顆行星沒有大氣層，就沒有壓力在其表面保持液態水——無論它與恆星的溫暖光芒的距離是否正確，以至於被認為是適宜居住的。
如果 M 矮星周圍的行星的大氣層確實倖存下來，那麼仍然存在恆星耀斑照射的問題。最近宣佈的圍繞我們鄰近恆星執行的，大約與地球大小相當的比鄰星 b 星就是個有趣的例子。
在收集行星發現的資料時，另一個天文學家團隊正在研究其小型紅色母星比鄰星 Cen 的耀斑(http://www.ifweassume.com/
2016/08/flares-on-proxima-cen.html）。他們使用 MOST 衛星，計算了各種能量的耀斑發生的頻率，並發現像許多 M 矮星一樣，比鄰星 Cen 耀斑頻繁發生：相當於 X 級太陽耀斑的耀斑大約每天都會發生，而巨大的“超級耀斑”每年都會發生幾次。在比鄰星 b 中，我們有一個典型環境的例子：一個主要由柔和的紅外光照亮，但也經常受到高能輻射轟擊的環境。我告訴你：如果你想讓一屋子的國防部僱員緊張地笑出來，告訴他們離地球最近的生命可能是自然進化出紅外熱視覺的抗輻射外星人。
這些未知數預示著未來，為具體的科學研究和富有想象力的思考提供了前進的道路。畢竟，如果 70% 的恆星都擁有基本上無法孕育生命的行星，那麼對於宇宙中的生命是常見還是罕見來說，意義重大。我最喜歡的一個思想實驗是考慮挑戰性的行星環境對我們識別——或與——我們自己世界之外的智慧生命交流的機會的影響。我想象一個充滿圍繞小紅星執行的岩石行星的宇宙，在感覺樂觀的日子裡，我想象這些世界的大氣層已經倖存下來。全球海洋保護著地表生命免受恆星輻射的無常影響，而智慧（甚至是技術先進的）生命可能更類似於我們星球上的海豚。這種水下生命與天空以及它在太空中的位置有什麼關係？
費米悖論（儘管既不是費米的，也不是悖論 http://blogs.
scientificamerican.com/guest-blog/the-fermi-paradox-is-not-fermi-s-and-it-is-not-a-paradox/）是一個受歡迎的問題，有許多擬議的解決方案，從黑暗的末日論到對我們物種的技術實力沾沾自喜。然而，值得記住的是，“費米的”“悖論”假設了很多事情——例如，我們人類已經對我們自己世界之外的智慧生命進行了詳盡、完整的搜尋。實際上，對智慧生命的定向搜尋僅在有限的時間和資金下進行，搜尋的是相對狹窄的一組特定訊號。借用我 NASA Ames 的同事傑夫·斯卡格爾（Jeff Scargle）的一句話，我們經常發現自己“精神分析外星人”，同時無法瞭解我們自己星球上其他物種的想法（http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405722316301177）。
天文學、太空旅行以及與我們自己世界以外的世界交流的意願，不僅是科學探索的一部分，也是文化價值觀的產物——我們作為一個既能仰望星空，又能思考我們在其中位置的物種所持有的價值觀。如果我們能向海豚詢問它們對宇宙的理解，我們會學到什麼？它們是否想建造可以像人類探索太空和海洋那樣，將它們（或它們的機器人化身）帶到自然宜居範圍之外的飛行器？或者，實際上看到夜空的能力是否最終與瞭解這些孤立的行星是否也存在生命有關？那麼，那些可能籠罩在薄霧中的行星，即使它們不在水下，也會遮擋住其居民的星空呢？如果 M 矮星周圍的所有行星都只是貧瘠的岩石，沒有大氣層，那麼任何生命都可能像木星衛星歐羅巴表面那樣被密封在冰蓋之下呢？
科幻與科學之間的區別在於，科幻樂於想象和夢想——但科學致力於潛入浪潮之下，並找出答案。雖然科學家通常不願說我們生活在一個特殊的時代，但在某種意義上我們確實如此：我們正處於認識到宇宙充滿世界的黎明，但尚不清楚我們是否孤獨。在這一刻，我們必須清醒地認識到我們還有多遠的路要走。否則，我們對搜尋的完整性、我們所持價值觀的普遍性（或非普遍性），以及我們甚至無法與共享同一游泳空間的物種交流的能力的假設，將使我們對我們可能瞭解到的宇宙生命的可能性——和侷限性——視而不見。
海豚會夢想太空旅行嗎？小紅星在尋找智慧生命的過程中提出了大問題
露西恩·沃克維奇博士是芝加哥阿德勒天文館的天文學家。
@shaka_lulu