地外生命搜寻记

微曦

当你仰望星空，是不是会思考一个问题：在广阔无垠的宇宙中，人类是不是唯一的智慧生物呢？如果真的存在外星人，为什么它们从不来拜访地球呢？

本期，让我们飞离地球，去遥远的外太空寻找生命存在的证据吧！

1976年，“海盗号”探测器从火星土壤中取样，科学家发现样本中释放出的甲烷含有碳14元素。他们由此推测，会不会是某种微生物代谢了营养物质并排出了含碳的气体。

20世纪60年代。人们在格林班，克天文台放置了一架射电望远镜，希.望能探测到外星智慧生命发出的宇宙电波信号。这是人类历史上第一次对地外生命的探索。

寻找生命的迹象

人类为什么会认为宇宙中有其他地外生命存在呢？

第一，宇宙太大啦，适合生命生存的区域很多，仅银河系，疑似有生命存在的星球就有数亿之多。

第二，地球生命含有的基本元素，如碳、氢、氧、氮等同样遍布宇宙。也就是说，建造生命的“砖块”在宇宙中比比皆是。

第三，有机化合反应在许多环境下都能进行，而有机化合反应正是生命存在最确切的证据。

陨石中的发现

1996年夏天，美国航天局的科学家声称他们在一块1.3万年前撞击地球的火星陨石中发现了微生物化石。这块陨石是1984年在南极发现的。化石当中类似蠕虫状的痕迹看起来和地球上的细菌非常相像。只不过，它们比细菌还要小很多。当研究人员继续对它们扫描时，发现它们的成分含有某种晶体，这种晶体由氧化铁和硫化铁组成。在地球上，这些物质的确由细菌产生，但这并不能作为地外生命存在的确切证据，因为非生物参与的化学变化也可能产生这些矿物质。

搜寻标准

然而，科学家并未因此停止寻找地外生命的步伐。地外生命到底是什么呢？按照人类已掌握的知识来认识地外生命，它们的化学特性必须具备以下两点：一是能参与化学反应的某种介质；二是其原子在宇宙中普遍存在，并且有不稳定的结构。

搜寻范围

我们知道，一般情况下，生命不可能在恒星上形成，但生命的诞生、存在和发展绝对离不开恒星的光和热以及各种能源。因此，我们寻找地外生命必须锁定恒星周围的那些行星。

搜寻方法

太空望远镜

如今，人类确定发现的银河系外行星已超过5000个，其中绝大多数都是由太空望远镜发现的。

空间探测器

20世纪70年代，美国的外太阳系空间探测器“旅行者一号”发射升空。为了寻找外星生命，人类在探测器中放置了一个铜质镀金的磁盘唱片，里面除了录制各国的音乐和问候语，还存储了太阳系各行星以及地球自然景象的照片。可惜的是，“旅行者一号”飞行40多年仍未飞出太阳系。据此推算，它至少得经历数万年才能飞抵距离太阳系最近的恒星。

射电望远镜

射电望远镜其实不是用来观测外太空的，它的原理是接收信号。它就像一个结构精密的大型收音机，能接收到来自宇宙深处的各种电波。

太空望远镜+德雷克方程

地球上的天文望远镜受地球大气和地理条件的限制，探测范围有限：而太空望远镜可以在大气层以外的外太空工作，具有更广阔的观测视野。美国天文学家法兰克·德雷克在1960年首次提出使用无线电搜寻外星生命的“奥兹玛计划”。他还列出了著名的德雷克方程，用来计算可能与地球接触的高等外星智慧文明的数量。

碳基生物

所有生活在地球上的生物，我们称之为“碳基生物”。碳基生物是指以碳元素为有机物质基础的生物。一种生物只要具有生命形态，就必须从外界环境中收集、储存和利用能量。碳基生物储存能量所用到的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子经过一系列重组和变化，最终会释放能量，产生废弃物。但是，碳基生命体的分子结构很不稳定，难以承受高温、低寒、病菌的侵蚀和射线的照射。所以，在茫茫宇宙中，目前已知的存在碳基生物的星球，只有地球。

“愚笨的”和“聪明的”

寻找地外生命是天文学最宏大的项目之一，但搜寻工作的核心问题是，我们要寻找什么样的生命。在地球上，生命的形式各异，地球之外的生命大概也是如此吧。为了追踪宇宙中的生命，我们大致可以将它们分为两类：愚笨的生命和聪明的生命。“愚笨的生命”包括微生物和植物，它们能够在行星上迅速繁殖，但不像人类有自我意识、有先进的科学技术。“聪明的生命”则是那些类似于人类的生物，拥有高度发达的文明。目前，我们的寻找方向大部分仍停留在发现“愚笨的生命”阶段，因为也许那些“聪明的生命”会给我们地球人带来不可预测的风险。

碳基是唯一的生命形式吗？

偌大的宇宙，环境条件千差万别，并非只有碳基生命才是宇宙唯一的生命形式。科学家认为在宇宙中，或许存在着许多非碳基生物，比如烷基生物，它们活着根本不需要水，也不依赖于适宜的温度。一些地外生命或高级智慧文明生物甚至连有机物也不是，它们的生命形态可能仅仅由一些含硅分子构成，这就是硅基生物。硅基生物真的存在吗？那可说不准。硅在宇宙中的储量排名第八，各个行星上几乎到处都是一一沙子的主要成分就是二氧化硅。

以上这些关于外星生命的推测都极具想象力。如果人类想在宇宙搜寻所谓的“生命”，想要发现“外星人”，和它们交朋友，就不能仅仅寻找地球人宜居的行星，因为有些人类无法生存的宇宙区域兴许是其他外星生物的“乐土”。

地外生命究竟在哪里？

宇宙到底有多大呢？目前科学的解释是无限大。在茫茫宇宙中寻找一个存在生命的星球，难度要比你在学校找一颗丢失的纽扣大得多。然而，科学家们面对这样的难题显得乐此不疲。人类最先用来观测宇宙的装备当然是天文望远镜。开普勒太空望远镜是世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器，它也是美国航天局发射的首颗探测类地行星的探测器。在为期至少3年半的任务期内，开普勒太空望远镜将对天鹅座和天琴座中大约10万個恒星系统展开观测，以寻找类地行星和生命存在的迹象。但是，仅仅依靠它来寻找地外生命，无异于妄想通过一根吸管去窥探整片森林。想要更深入“森林”，还需要一些更“硬核”的方法。

锁定两颗行星

在人类目前探测过的所有天体里面，最有存在生命体“嫌疑”的并不是月球，而是干燥、寒冷且荒凉的火星和裹着厚厚的冰壳的木卫二。根据目前的科学论断，生命诞生所需的条件是适宜的温度、液态水、合理的大气成分和元素构架。根据各种探测器带回来的情报，火星和木卫二符合以上条件的可能性最高。

被“打扰”多次的火星

人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。就在人类刚刚有能力挣脱地球引力、飞向太空的时候，第一个火星探测器也开始了它的旅程。美国航天局通过分析火星探测卫星发回的多张图片惊喜地发现：火星上存在着大量液态水曾经流淌的痕迹。人类的火星车“好奇号”曾在火星的“盖尔撞击坑”底部发现大量鹅卵石，这也许表明火星上曾经存在过海洋、河流和湖泊。

此外，火星上还有许多的火山。

其中，奥林帕斯山的高度是珠穆朗玛峰的3倍之多。我们都知道，大气层中的很多成分都来源于火山喷发。如果能够证明火星上曾经发生过剧烈的火山爆发，就可以推测这颗星球上有过厚厚的大气层，这无疑是生命形成的必要因素。

“冰壳球”本卫二

木卫二是木星的卫星，它的表面包裹着一层几十千米厚的冰壳，冰壳下面是一个被潮汐力加热的巨大海洋。这片海洋并不像表面看上去那样“风平浪静”，它的底部实则“暗流涌动”。

木卫二还有一个稀薄的氧气大气层。这可能是宇宙射线轰击其表面冰层而形成的。

氧气是地球生命起源的重要组成部分，也可能催发木卫二上生命的萌芽。

基于以上几点，科学家们对木卫二产生了浓厚的兴趣。欧洲空间局的“木星冰月”探测器计划于2031年飞抵木星。它是一架可以低空飞行的航天器，不仅可以掠过木卫二表面，还会尽可能地调查其地下环境。就让我们尽情期待“木星冰月”为我们带来“重磅消息”吧。