詹姆斯·韦伯太空望远镜能否探测到外星生命？
詹姆斯·韦伯太空望远镜运用了从未在太空中使用过的全新技术(图像版权归NASA所有)
要是詹姆斯·韦伯太空望远镜按照当前计划于2021年顺利发射，那将比原计划晚14年/一项迟到14年的项目也将就此完成。美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜在距地球150万公里的轨道上绕太阳运行，当它最终到达该位点时，它定会引发一场天文革命。
美国宇航局宣称这个望远镜将“回溯时光，看到早期宇宙中形成的第一批星系”。
这些言论在科学家们看来仍不够大胆，他们认为詹姆斯·韦伯太空望远镜将成为世界闻名、深受人们喜爱的哈珀望远镜的继任者，凭借其直径长达6.5米的金色主镜与极为灵敏的摄像头展示出另一个卓越的性能。
詹姆斯·韦伯太空望远镜或许可以找到外星生命的痕迹——探测围绕附近其它恒星运行的行星的大气成分是否受到了外星生物的改造。
其实，打造该太空望远镜的项目在2011年差点被美国政府取消，其原因很大程度可归结为它天文数字般的成本——预估为100亿美元，而不是最初计划的10亿美元。
然而，地面上的天文学家们——包括提议用该望远镜进行“生命探测”的华盛顿大学团队——对此次发射的前景感到无比兴奋。
你将如何探测遥远行星上的生命呢？
华盛顿大学天文学家Joshua Krissansen-Totton及其团队已经研究了该望远镜是否能在围绕附近恒星运行的行星的大气层中探测到他们声称的“生命信号”。
Krissansen-Totton说：“我们能够在未来几年进行这些探测生命的观测项目。”
其研究基础在于詹姆斯·韦伯太空望远镜对光高度敏感，可以捕捉到所谓的“大气化学不平衡”。
Earth's atmosphere would change if all life was suddenly removed
著名科学家詹姆斯•拉夫洛克和卡尔•塞根提出，这可能不是一个让人容易记住的时代，但这会是一个有着丰富遗产的时代。原因是，如果明天地球上的所有生物都消失了，那么组成我们的大气层的许多气体将会发生自然的化学反应，然后大气层又将缓慢地恢复到一个由各种不同的化学物质混合的状态。
居住在地球上的生物，会不断地远离排出废气的状态。
由于这个原因，寻找氧气的标志（或者是氧气的化学存在区域），一直以来都被认为是发现生物体存在的好方法。但是这一方法是基于这样一种假设：地球外的生物与人类有着相同的生物规律。
但也有可能并不是这样。因此，评估大气层的化学不平衡—寻找其他气体并且弄清楚一个星球的大气层从失常到正常状态需要多久—可能是发现任何种类的外星生物的关键。
一个正在围绕其他行星运行的星球的大气层的化学组成成分可以用光测量。当该星球通过我们与其所围绕的行星之间的轨道时，我们可以从仔细的测量星光中的极其微小的凹陷处中得知。该星球大气层中的气体让光减少并且随着光的波长或者颜色变化，揭露关于每一种化学物质现在的含量有多少的信息。
那么最好的观察地方在哪里呢？
Krissansen-Tattoo 先生模仿了可能会被得到的数据，如果韦伯空间望远镜观察星球，而该星球围绕一个木星大小的，名字为TRAPPIST-1的行星运动，该星球距离我们的太阳大约有39.6光年。TRAPPIST-1行星在2017年造成了一场轰动，因为科学家发现它可以供养七个地球大小的行星，其中一些星球还有液态水，所以这对于寄生生命来说可能是一个很好的赌注。
这位华盛顿研究员预测，詹姆斯•韦伯能够测量第四星球—TRAPPIST-1e大气层中的甲烷和二氧化碳的总量，通过由这些气体所影响的光的凹陷处可以测量。
对于一个难以想象的微弱的信号来说，这无疑是一个艰难的测量任务，但是康奈尔大学的天文学家，乔纳森•鲁奈教授，他并没有参与这项研究，但他对这个预言感到很激动，并说道：“韦伯空间望远镜他们真的可以做到。”
媒体称，7颗行星具有类似地球的特征。（图片来源：自然杂志）
然而，一经测量，克里斯桑森•托顿先生解释道，你就可以问这个问题：我们知道任何非生物过程会产生这种效果吗？他指出，行星大气（包括地球大气）也会被火山活动等非生物过程改变。因此，如果TRAPPIST-1e的大气被发现有问题，那么研究人员在宣布存在外星生命之前需要排除任何非生物过程影响。
克里斯桑森•托顿先生表示，“那方面的确认需要多方面的观察才能提出完全坚实的例子”。
“但是，如果我们探测到一些没有其他解释的东西，我想这将是一个极其令人兴奋的发现。”
还有谁会这么做？
目前而言，望远镜的金膜仍安全锁在加利福尼亚的实验室里，天文学家必须继续等待这些可能性被探测出来。
韦伯空间望远镜（JWST）将会引入一些新设备，以在未来几十年内对其他恒星周围的行星进行严格审查。
夏威夷和智利的巨型地面望远镜也在计划中，欧洲航天局在英国领导下的旨在探测其他恒星周围行星的（瞪羚号）系外行星探测器任务将在20世纪20年代发射。
鲁宁教授表示：“我认为我们正处在一个了解我们宇宙和探索宇宙的非凡时期，韦伯空间望远镜正踏向走进它的下一步中”。
“这将是真正值得的”。
英国领导的中红外望远镜的首席科学家吉利安•怀特教授也对此表示赞同，她说：“我们以前从未接触过如此大的空间。”
“说一个望远镜能打开宇宙的新窗口可能听起来有点老套，但是对韦伯空间望远镜来说，这是真的”。
韦伯空间望远镜是由美国领导，欧洲航天局和加拿大航天局的合作任务。约纳森•尼科尔博士是莱斯特大学的行星学家，2018年英国科学协会媒体研究员。
作者：Dr Jonathan Nichols
FY：Astronomical volunteer team
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