找到外星人的依据到底是什么？

近年来不断发现地外行星提高了我们对发现外星人的期望。水是判断外星生命存在的最重要的指标，但是科学家也将关注其他可能促进外星生命进化的化学元素和化合物。氧气显然是标准之一。

但是也许我们太关注我们每天呼吸的气体了。发表在美国化学协会的“地球和空间化学”上的一项新研究表明，在另一个星球的大气中氧气的存在远不是一个值得参考的迹象。

康奈尔大学系外行星科学家妮可·刘易斯是这项新研究的共同作者，她说:“由于生命的存在，地球大气层中有大量的氧气。”尽管在没有大量氧气的情况下，生命肯定会存在，但目前关于如何探测其他星球上生命的大多数想法都集中在寻找一个与地球非常相似的大气层。

然而，在理解气体或气体组合是否表明生命存在之前，“我们必须完全理解地球上发生的化学反应，”约翰·霍普金斯大学的研究员、这篇新论文的主要作者何超说。“我们的研究为大气化学提供了一些见解”，并表明厌氧生物很容易在某些过程中产生。科学家可能需要考虑氧气不一定是外星生命的标志。

当然，这不是一个容易理解的问题。何超和他的同事使用了约翰·霍普金斯大学的特殊行星HAZE研究，或称“PHAZER”:一个可以模拟各种大气化学条件的实验室，从冥王星的冷表面到金星的极热高海拔地区。我们的想法是将精确混合的气体暴露在高能源(等离子体或紫外线，两者都可以从恒星发出)下，看看是否会形成雾(光化学反应产生的小粒子)，以及这是否会改变大气的化学性质。

约翰·霍普金斯大学行星科学教授萨拉·霍斯特是这篇新论文的合著者，她说:“我们的想法不仅是模拟这些大气中发生的化学过程，而且是系统地改变它们，并试图理解哪些过程实际上主导了我们可以用宇宙飞船和望远镜观察到的东西。”

该团队最终测试了九种不同的气体混合物，并模拟了预测的超级地球和迷你海王星外行星(银河系中最丰富的外行星)的大气化学成分。这些气体含有不同量的二氧化碳、氢气和水，温度范围在80至700华氏度(约26.6至371.1摄氏度)之间。

最后，研究小组发现，暴露在紫外线和等离子中会改变选定的气体混合物，导致它们产生几种不同类型的生物印记——包括大量的氧气和其他非生物有机化合物。换句话说，这表明活的有机体不需要产生游离氧——这可能是光化学的结果，表明氧本身可能不是生命存在的有力指标。

刘易斯说:“我们的测试能够排除这些非生物来源的生物标记，这对于未来的观察非常重要。我们应该继续研究化学过程如何在系外行星的大气中产生这种误导性的‘假阳性’标记，并确定哪种观测组合可以跨越哪种波长来排除这些‘假阳性’。”

由于化学模拟只运行了几天，气体混合物也是基于对太阳系外行星可能存在的大气环境的预测，而不是直接观测(我们目前没有直接观测的技术)，这一研究受到了阻碍。其中一些限制将在未来10年内得到解决，因为像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的仪器可以测量一些遥远行星大气的化学成分，但这些发现很好地提醒我们，我们不必局限于观察类似地球环境的系外行星。

这项研究最大的影响可能只是证明我们有多有可能用简单的测量来发现外星生命。“实验本身并不是最终的答案，”霍斯特提醒道，“但它们是一个重要的问题，包括观察、计算机模型和实验室实验。我们不是第一个或唯一一个这样说的人，但是仅仅通过测量大气成分来发现生命是非常非常具有挑战性的。”她强调，我们需要深入了解其他因素，如火山活动、彗星碰撞和我们尚未考虑的新化学反应——即使在没有生物反应的情况下，也可以促进生物标记的产生。