找到與地球相似的星球，是人類文明一直以來的夢想，按照目前人類消耗能源的速度和其他各方面原因來看，人類需要儘快找到一顆能夠讓人類移居的星球，所以一直以來，全球各地都有許多的科學家們在致力於尋找地球的“表親”。
科學家們已經發現了數千顆系外行星，其中包括數十顆位於母恆星周圍宜居地帶的類地行星或岩石行星。在這些星球上尋找生命跡象的一個很有前景的方法是探測系外行星的大氣以尋找“生物特徵”，這種特徵是一種化學成分上的特點，也產生是生命的跡象。比如，由於光合作用，人類居住地——地球的大氣含氧量接近21%，考慮到地球的組成、軌道和母星，這一水平遠遠高於預期。
不是單獨的，也不是單一的信號。我總是告訴我的學生——向右看，向左看。金星和火星的大氣中都有高濃度的二氧化碳，但沒有生命。在地球的大氣中，二氧化碳的含量隨著季節的變化而變化。在春天，隨著植物的生長，二氧化碳的含量逐漸減少。在秋天，植物分解，二氧化碳上升。所以如果你看到季節性循環，那可能是一個生物特徵。但是JWST的季節觀測是不太可能的。
相反，JWST可以尋找另一個潛在的生物特徵，即存在二氧化碳和甲烷氣體。通常情況下，甲烷與二氧化碳的壽命較短。因此，如果我們同時探測到這兩種物質，可能就會有某種物質在積極地產生甲烷。在地球上，我們大氣中的大部分甲烷是由生命產生的。
氧本身並不是一個生物特徵。這取決於它的水平和大氣中的其他物質。例如，海洋消失可能會產生富含氧氣的大氣:光把水分子分解成氫和氧。氫逸入太空，氧則進入大氣。
JWST可能不會直接從氧氣光合作用——我們現在習慣的生物圈中獲取氧氣。超大望遠鏡和相關的天文臺也許能夠做到，因為他們將會看到不同於JWST的波長，在那裡他們將有更好的機會看到氧氣。JWST將更適合於探測類似於數十億年前地球上的生物圈，以及區分不同類型的大氣。
m -矮星的高光度階段可能會將一顆行星推向溫室效應失控的大氣層，比如金星。就像我之前說的，你可能會失去一片海洋而擁有一個富氧的大氣層。第三種可能性是有更像地球的東西。
JWST的美妙之處在於它能捕捉到系外行星大氣中發生的過程。它將捕捉到氧分子之間碰撞的信號，這種碰撞在富含氧氣的大氣中更常見。所以我們很可能看不到光合生物圈中氧氣的含量。但如果海洋消失後留下了更多的氧氣，我們可能會在光譜中看到氧氣的碰撞，這可能是系外行星失去海洋的跡象。
因此，JWST不太可能為我們提供生物簽名的確鑿證據，但可能會提供一些誘人的線索，這需要進一步的跟蹤和繼續思考除JWST之外的新任務。與此同時，NASA已經在考慮新的任務了，但同時也面臨一個問題，我們希望這些任務它們的能力是什麼?
這也讓我想到了一個非常重要的觀點，系外行星科學是大規模的跨學科研究。瞭解這些世界的環境需要考慮軌道、組成、歷史和主恆星，所以在研究的時候需要天文學家、地質學家、大氣科學家和恆星科學家的參與，只有在所有學科的尖端學者和科研設備全都到齊的時候，人類去尋找研究地球的“表親”才會更加容易！
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