NASA的詹姆斯·韦伯望远镜能够探测外星生命吗？

詹姆斯·韦伯望远镜拥有一些从未在太空中使用过的新技术。

新浪科技新闻，北京时间9月18日据国外媒体报道，如果美国宇航局的詹姆斯·韦伯望远镜能按计划在2021年发射，那将比原计划晚14年。然而，当它进入预定轨道并在离地球150万公里的地方围绕太阳旋转时，它将给天文学带来革命性的变化。

美国国家航空航天局自豪地说，詹姆斯·韦伯望远镜可以“回顾并向我们展示早期宇宙中形成的第一个星系”。如果这还不够大胆的话，作为哈勃的继任者，该望远镜还有另一项杰出的天赋:科学家可以用它来寻找外星生命的迹象，并探测附近恒星周围行星的大气是否因为外星生命的存在而发生了变化。

然而，该计划在2011年几乎被美国*取消。这在很大程度上与其高成本有关。这台望远镜最初估计耗资10亿美元，但现在已经变成了100亿美元。但是天文学家(包括华盛顿大学提出用望远镜“探测生命”的团队)对发射计划感到兴奋。

如何探测遥远星球上的生命？

华盛顿大学天文学家乔舒亚·克里斯·安森-托顿和他的团队研究了詹姆斯·韦伯望远镜，看它是否能探测到附近恒星周围行星大气中的所谓“生物标记”。

"我们可以进行这样的观察，并在未来几年发现生命的迹象。"克里斯腾森·托顿说。

这项研究基于詹姆斯·韦伯望远镜对光非常敏感这一事实，因此它能够识别所谓的“大气化学不平衡”。这个术语可能不容易记住，但它有很长的历史，是由著名科学家詹姆斯·洛夫洛克和卡尔·萨根首先提出的。其原理是，如果地球上的所有生命明天突然消失，组成大气的各种气体将发生自然化学反应，大气的化学成分将缓慢变化，使其与生物存在和各种废气排放的原始状态越来越不一样。

因此，寻找氧气(或其“化学近亲”臭氧)的迹象一直被认为是发现外星生命的好方法。但这是基于这样一个前提，即外星生命和人类遵循同样的生物机制。但事实可能并非如此。因此，评估行星大气的化学不平衡，也就是评估行星大气偏离“正常状态”的程度，可能是发现外星生命的关键。

围绕其他恒星运行的行星的大气化学成分可以用光来测量:当行星在地球和它的中心恒星之间移动时，仔细测量恒星光的轻微减弱。行星大气中的气体将导致减少的光量随着光的波长(即颜色)而变化，从而帮助我们了解大气中各种化学元素的含量。

什么是最好的观察对象？

Christensen Totton模拟了詹姆斯·韦伯望远镜在观察Trapist-1时可能获得的数据。这颗恒星距离太阳约39.6光年，与木星大小相当。2017年，科学家们在Trapist-1周围发现了七颗地球大小的行星，一度引起轰动。他们中的几个也有液态水，所以可能存在外星生命。

华盛顿大学的研究人员预测，詹姆斯·韦伯望远镜将能够根据受甲烷和二氧化碳影响的波长范围内的光衰减来测量第四颗行星Trappest-1E大气层中的甲烷和二氧化碳。然而，这种痕迹太弱了，难以想象，因此测量极其困难。但是康纳大学的天文学家乔纳森·鲁宁教授对这个预测非常兴奋，他说，“詹姆斯·韦伯望远镜真的可以做到。”

如果地球上的所有生命突然消失，地球的大气层也会改变。

然而，克里斯腾森·托顿指出，在这项测量任务完成后，我们必须首先问一个问题:是否有任何非生物过程能产生同样的效果？包括地球的大气层在内，地球的大气层也可以被火山爆发等非生物过程改变。因此，如果我们发现Trapist-1E的大气成分异常，我们必须排除所有非生物的影响，然后才能宣布地球上存在外星生命。

克里斯腾森·托顿说:“为了证实这一点，需要大量的观察来确定这一发现。然而，如果我们发现了一些异常情况，却找不到其他解释，这将是一个极其令人兴奋的发现。”

还有哪些机构会进行这样的研究？

目前，詹姆斯·韦伯望远镜的金镜仍然安全地锁定在加利福尼亚的一个实验室里。为了探索上述可能性，天文学家仍需等待。

此外，该望远镜将与一系列新设备携手合作，在未来几十年对其他恒星周围的行星进行详细研究。

研究人员正准备在夏威夷和智利建造巨大的地面望远镜。由英国领导的欧空局“阿里尔”任务也将于20世纪20年代末发射，以研究其他恒星周围的恒星大气。

鲁宁教授说:“我认为我们正处于了解宇宙和探索太空的最佳时期。下一步将由詹姆斯·韦伯望远镜完成。这绝对物有所值。”

英国领导的中红外望远镜仪器小组的首席科学家吉利恩·赖特教授也同意这一观点:“我们以前从未在太空做过这样的壮举。说望远镜将为我们打开一扇了解宇宙的新窗户可能有些过时，但对詹姆斯·韦伯望远镜来说，这绝对是真的。”