尋找外星生命的行動正在進行中

“生命的起源就像原子的形成一樣不可避免，”俄羅斯科學院應用天文學研究所所長安德烈·芬克爾斯坦在六月向一群天體生物學家和記者解釋他尋找外星生命的宏偉時間表時說道，“其他星球上存在生命，我們將在20年內找到它。”

但普林斯頓大學專攻天體生物學的地質學家圖利斯·昂斯托特做出了更雄心勃勃的預測。他說：「未來15年內，我們很可能會在一顆距離我們較近的系外行星上發現生命。」科學家們長期以來一直預測會發現地外生命，但芬克爾斯坦和昂斯托特的樂觀並非沒有道理。研究人員投入在尋找外星生命的資源比以往任何時候都多，而且他們也取得了一些令人振奮的成果。

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自1996年美國國家航空暨太空總署（NASA）創建其現行的天體生物學計畫以來，該機構已將年度預算從1,000萬美元增加到5,500萬美元。同期，全球天體生物學家總數增加至數千人，他們發表的論文數量也從約40篇增加到近3,000篇。基於這些研究成果，NASA已製定了未來二十年一系列尋找生命的任務計畫。今年，科學家利用克卜勒太空望遠鏡的數據發現了超過1200顆新的系外行星，其中54顆可能適合生命存在。今年秋季，NASA將向火星發射一輛探測車，尋找生命存在的化學特徵。 2018年，NASA計畫向火星發射另一輛探測車，最終採集土壤樣本帶回地球。

科學家們還制定了一項前往木星冰衛星歐羅巴的雙探測器任務計劃，並且正在設計比開普勒望遠鏡更先進的新型望遠鏡，以便直接觀測遙遠的恆星系統，尋找生命跡象。當然，我們最終會發現什麼仍然是個謎，但我們探索的方式已經規劃得相當完善。

後院

首要任務是從我們地球開始。透過研究極端環境中存在的生命，科學家們正在深入了解如何在其他星球上尋找生命。研究人員已經在火山口、深海熱液噴口和富含砷的湖泊中發現了微生物[參見「異鄉科學家」]，這些「極端微生物」的存在重新定義了地球乃至其他星球的宜居性概念。

美國太空總署艾姆斯研究中心的研究科學家阿方索·達維拉所在的團隊在智利極度乾旱的阿塔卡馬沙漠的鹽晶體中發現了微生物。達維拉表示，這些微生物能夠依靠大氣中的水蒸氣生存，因此類似的微生物也可能在火星的鹽沉積物中生存，火星大氣中的水蒸氣足以形成霜。蒙特婁麥基爾大學的微生物學家萊爾·懷特在加拿大北冰洋的阿克塞爾·海伯格島一個富含甲烷的泉水中發現了能在零下溫度下生存的細菌。類似的生命形式也可能是最近在火星上發現的甲烷羽流的來源。「火星深層地下可能存在產生甲烷的微生物，」懷特說。今年冬天，科學家將有機會探索木星冰衛星上的生命體。科學家尚未對南極冰蓋下150多個湖泊中的任何一個進行鑽探，但從12月開始，研究團隊將在三年內完成三個鑽探計畫。

俄羅斯北極和南極研究所的研究人員將首先鑽探沃斯托克湖，從而接觸到水體。沃斯托克湖面積與安大略湖大致相當，已被厚達兩千多萬年的冰蓋隔絕了長達兩千萬年之久，如今冰蓋厚度已超過兩英里。由於湖底水體完全封閉，不見天日且極度寒冷，它與木衛二（歐羅巴）的情況極為相似－木衛二厚厚的冰層阻擋了陽光照射到疑似地下海洋。「南極冰下系統中的生命將使我們能夠集中精力在木衛二的海洋中尋找生命，」蒙大拿州立大學的微生物學家約翰·普里斯庫說道。他將於2014年融化半英里厚的冰層，抵達位於沃斯托克湖以西650英里的惠蘭斯湖。 “這將使我們能夠設計DNA探針，並在木衛二的海洋中尋找生物特徵。”

挑戰在於如何在不干擾或污染脆弱生態系統的情況下取得樣本。去年二月，俄羅斯團隊鑽探至距離湖水100英尺（約30公尺）處，但隨後因冬季來臨而暫停。待南半球夏季復工後，研究人員將放棄機械取芯器，轉而使用加熱鑽頭融化最後30英尺（約9公尺）厚的冰層。鑽頭末端的膨脹式鑽孔塞會減緩湖水的流動速度，使湖水上升至100英尺（約30公尺）深後凍結。 2012年12月，研究人員將再次進行取芯取樣。這些樣本有望揭示哪些生命能夠在這樣的環境下生存，同時也有助於研究人員學習如何在更惡劣的條件下更好地採集此類樣本。 “如果木衛二的冰層在某些地方足夠薄，人類可以鑽探或融化它，”美國宇航局噴氣推進實驗室的天體生物學家羅伯特·帕帕拉爾多說，他領導著未來木衛二任務的科學團隊，“也許沃斯托克湖和其他冰下湖泊可以教會我們這方面的技術。”

鄰裡

科學家正利用在地球上累積的經驗來指導即將進行的太陽系探測任務。近期，火星將成為關注的焦點。這顆距離地球3500萬英里的行星正處於太陽宜居帶的邊緣，宜居帶是液態水（以及我們所知的生命）最有可能存在於其表面的軌道區域。目前尚未發現火星上存在永久性水流，但科學家們已經在那裡發現了冰，並且在今年夏天發現了季節性水流的證據。他們還發現了古代降雨、湖泊甚至海洋的痕跡，這表明這顆行星曾經比現在溫暖得多。

11月下旬或12月初，NASA將發射火星科學實驗室，探索一個可能曾經有水存在的古老隕石坑。這輛汽車大小的探測車將尋找地下冰的跡象，並掃描岩石中的碳化合物，包括氨基酸，這些物質可能表明生命存在。

2018年，美國國家航空暨太空總署（NASA）將與歐洲太空總署（ESA）合作，啟動一項更雄心勃勃的計畫：三階段火星樣本返回計畫。第一階段，火星車將從火星表面挖掘並採集19至37個小型岩芯樣本，並將其儲存在密封容器中。最早在2025年，著陸器將抵達火星，回收這些樣本並將其送入太空。最終階段，軌道飛行器將攔截這些樣本，並將其帶回地球。 “在其他行星表面，我們能利用的機器人儀器畢竟有限，”搜尋地外文明計劃（SETI）研究所的行星科學家辛西婭·菲利普斯（Cynthia Phillips）表示，“如果我們能將樣本帶回地球，並在實驗室中利用我們所有的儀器進行研究，我們將獲得更多信息。”

這樣的探測任務很可能會發現微生物化石，證明數十億年前火星上有生命存在。但包括達維拉和懷特在內的一些科學家認為，生命現在可能存在於火星上。今年6月，圖利斯·昂斯托特與他人合著了一篇發表在《自然》雜誌上的論文，提出了生命可能存在的地點。該論文描述了一種先前未知的線蟲如何在非洲一座金礦中生存，該礦位於地表以下近一英里處——比先前觀測到的多細胞生命深度深100倍。昂斯托特表示，如果這種情況能發生在地球上，那麼在火星上也可能存在。複雜的生命或許已不再存在於地表，但這「顯示多細胞生命仍可能存在於地表之下」。

其他鄰近星球或許能提供更好的生命發現機會。美國太空總署計劃分兩階段向木衛二發射軌道器和飛掠探測器。軌道器將傳回數據，幫助科學家確認伽利略號探測器於1996年首次探測到的木衛二地下海洋的存在及其特徵。飛掠探測器隨後將利用紅外光譜、高解析度成像和穿冰雷達對木衛二進行探測，以確定其表面化學成分、冰蓋厚度及其地下過程。這些測量結果還可以揭示生命是自然演化而來，還是由隕石帶入。不過，這兩艘探測器可能都無法直接偵測到生命本身。 “我們還沒真正到達那一步，”帕帕拉爾多說，“我們現在處於宜居性階段：這個環境是否真的像我們認為的那樣存在水？”

研究人員對土星的兩顆衛星也提出了類似的問題。土衛二（恩克拉多斯）這顆小型衛星會從其南極噴射出大量的水蒸氣，今年6月，研究人員分析了卡西尼號軌道飛行器的數據後報告稱，這股水蒸氣可能源自地下的鹹水儲層。「如果這股水蒸氣噴射的微生物確實存在於太空中，」菲利普斯說，「那麼太空船或許可以採集這些微生物的樣本，從而找到真正的生命證據，甚至無需著陸。」卡西尼號還證實了土星最大的衛星土衛六（泰坦）表面存在甲烷湖，美國宇航局正在討論是否在2016年發射一艘類似飛船的目標號，前往這些甲烷湖中尋找太空船的新聞」（9）。

彼岸

1995年，瑞士研究人員證實了飛馬座51b的存在，這是已知第一顆圍繞類太陽恆星運行的系外行星。自那以後，天文學家已經編目了超過500顆系外行星。這些行星中許多是氣態巨行星或冰巨行星，無法支持我們所知的生命形式，但其中一些，特別是那些質量接近地球的行星，可能擁有更適合生命存在的環境。

利用2009年3月發射的克卜勒太空望遠鏡，NASA的科學家現在可以測量天鵝座和天琴座中15.6萬顆恆星亮度的變化。這些變化顯示有行星凌日，天文學家不僅可以據此計算行星的物理大小，還可以計算其質量和密度，從而確定其基本組成——例如，是岩質行星還是氣態行星。自美國NASA在2月首次發布開普勒數據以來，科學家們已經確認了17顆系外行星的存在。還有1200多顆候選行星等待進一步驗證，其中54顆位於其中心恆星的宜居帶內。哈佛大學生命起源計畫主任迪米塔爾·薩塞洛夫（Dimitar Sasselov）專門研究開普勒觀測到的行星。他表示，科學家將在未來兩年內利用克卜勒望遠鏡在宜居帶內發現一顆地球大小的行星。「開普勒望遠鏡改變了遊戲規則，」他說。「這不僅是因為行星發現速度加快，更重要的是，它涵蓋了我們最感興趣和最興奮的那些行星。”

「開普勒望遠鏡意義非凡。它能觀測到我們最感興趣、最期待的行星。」科學家正在研究如何直接探測這些行星上的生命跡象。可見光和紅外線波段的大氣光譜對應於各種氣體的組合，某些組合可能表示生命活動正在發生。例如，如果一顆行星上存在水、二氧化碳和臭氧，則表示其表面正在進行光合作用。

科學家目前尚無有效工具來探測遠距離大氣中的生物特徵。如果資金允許，美國國家航空暨太空總署（NASA）將於2018年與歐洲太空總署（ESA）和加拿大太空總署合作發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，該望遠鏡將開始提供一些數據。 NASA和ESA也考慮建造更大、更高解析度的紅外線天文台。 NASA的「新世界」任務計畫於2027年後發射，該任務將使用內部日冕儀和外部遮光器來阻擋可能幹擾生物特徵讀數的星光。其中一個方案是，由科羅拉多大學設計的「新世界觀測者」——一個直徑160英尺（約49公尺）的花朵狀「星罩」——將在天文台前方5萬多英里（約8萬公里）處飛行，向望遠鏡投下陰影，從而提高對目標系外行星的分辨率。

等到這樣的觀測衛星發射升空時，科學家應該已經累積了相當數量的有希望觀測到的系外行星。目前，最佳目標是格利澤581 d，這顆距離地球20光年的行星質量至少是地球的五倍。今年夏天，法國科學家利用電腦模型預測，這顆圍繞著一顆位於宜居帶寒冷外緣的紅矮星運行的行星可能擁有穩定的大氣層和液態地表水。瑞士日內瓦大學的天文學家斯特凡·烏德里（Stéphane Udry）及其團隊於2007年發現了格利澤581 d。他表示，這顆行星可能形成於距離恆星更遠的地方，然後移動到了現在的位置。行星上的冰可能在向內遷移的過程中融化，形成了海洋，使其成為已知的第一個海洋世界。

未來事物的形態

就像科學家可以利用大氣線索來判斷某個行星或衛星上有生命存在的可能性一樣，他們也可以利用這些線索來推測生命可能以何種形式存在。美國太空總署戈達德太空研究所的生物氣象學家南希·基昂（Nancy Kiang）表示，適應昏暗紅矮星環境的植物可能看起來是黑色的，因為它們進化出了吸收紅外光的能力。同時，SETI研究所的天文學家塞思·肖斯塔克（Seth Shostak）認為，動物，尤其是生活在類似地球的岩質或海洋星球上的動物，可能擁有更熟悉的構造。例如，頭部可以將感覺器官——眼睛、耳朵、鬍鬚——靠近大腦，從而縮短反應時間，提高動物的生存幾率。他認為，這種高效的構造可能很常見。在六月的天體生物學會議上，安德烈·芬克爾斯坦（Andrei Finkelstein）表示，外星人可能看起來與我們非常相似：不僅有頭部，還有兩隻手臂和兩條腿。劍橋大學古生物學家西蒙·康威·莫里斯也提出了類人智慧生命模式。

「我們一直在尋找與我們相似的生物。事實上，絕大多數智慧並非生物性的。」肖斯塔克並不確定最高級的生命形式是否會與我們熟悉的事物有任何相似之處。「從科技到人工智慧的轉變時間非常短，」他說。 “我們一直在尋找生活在與我們相似的星球上的生物，而事實上，我認為絕大多數智能並非生物性的”，而是人工智慧。

約翰·普里斯庫對是否存在外星生命也持同樣開放的態度。 “我敢肯定，我們早就與它擦肩而過，”他說，“只是我們不知道自己在尋找什麼。”

未解之謎簡史

1966年波蒂奇縣不明飛行物追逐事件

4月17日凌晨5點左右，俄亥俄州波蒂奇縣警局的兩名警員在拉文納附近的天空發現一個橢圓形移動物體。隨後，他們與另外兩名警員一起追逐該物體85英里，最終在賓州康威附近失去蹤跡。這事件啟發了電影《第三類接觸》中類似的警匪追逐場景。經過調查，空軍方面表示，警員看到的是一顆衛星和金星。這與警員的報告相矛盾，警員稱該物體低空飛行並左右搖擺。

「哇！」訊號，1977年

天文學家傑瑞·埃曼偶然間探測到俄亥俄州立大學「大耳朵」射電望遠鏡發出的一個持續兩分鐘的無線電訊號，其中出現了獨特的代碼「6EQUJ5」。射電望遠鏡過去通常使用字母數字代碼來表示訊號強度。 6EQUJ5 表示的訊號強度是正常深空輻射的 30 倍，這讓埃曼在空白處用紅筆寫下了「哇！」。這個訊號至今仍未被解釋，也從未再次被觀測到。另一個謎團是：它的發射頻率接近 1420 兆赫茲，這是氫原子共振的頻率，科學家認為，這也是外星文明進行通訊的常用頻率。

1980年倫德爾沙姆森林事件

12月下旬，查爾斯·霍爾特中校率領十幾名隊員前往英國倫德爾沙姆森林，調查一起外星飛船目擊報告。在森林中，他們遇到了霍爾特描述為漂浮的紅色“眼睛”的物體，該物體“突然爆炸”，開始灑下光芒，隨後完全消失。這起事件可以說是目前已知記錄最詳盡的目擊事件：隊員們提供了相互印證的證詞，簽署了宣誓書，並保留了當時的錄音。最常見的解釋是，隊員們看到的其實是附近的奧福德內斯燈塔。