曾经,当科学家发现某颗系外行星被厚厚的云层包裹时,往往会感到沮丧,因为这意味着观测工作几乎无法进行,仿佛给行星判了“观测死刑”。但如今,情况发生了巨大转变,云层不再是阻碍,反而可能成为寻找外星生命的关键线索。
这一突破性的观点转变,源于康奈尔大学科学家的深入研究。丽莎·卡尔滕内格团队在《天体物理学杂志通讯》上发表的研究表明,地球高空平流层中存在着大量微生物,这些微生物富含类胡萝卜素,呈现出红黄色彩。这些色素并非为了美观,而是微生物为了适应极端环境而进化出的生存策略,能够抵抗紫外线、干燥和低温等不利因素。
为了验证这一发现,团队从佛罗里达发射探空气球,采集了21 - 29公里高空的微生物样本。经过培养和光谱测量,他们建立了“生命颜色数据库”。这一研究并非纸上谈兵,而是具有实际意义。如果外星云层中也存在类似微生物,且数量足够多,它们的集体色素信号就可能被望远镜捕捉到。即使行星地表被云层完全覆盖,其反射的光也会带有特殊的“生物滤镜”,比如偏红或偏黄。
这一发现彻底颠覆了传统的寻找外星生命的思路。过去,科学家主要关注行星地表,寻找绿植和海洋等地球常见的生命迹象。然而,宇宙的多样性可能远超我们的想象。外星生命可能并不依赖叶绿素,而是以紫色细菌、黄色菌群或红色浮游生物等形式存在。2024年,康奈尔博士后利吉娅·科埃略提出了“紫色是新的绿色”的观点,如今这项新研究进一步证实了生命会用色素“表达”自己,而云层则成为了传递这些信号的“扩音器”。
幸运的是,新一代望远镜即将投入使用。欧洲南方天文台正在智利建造的极大望远镜(ELT)和NASA计划在2030年代发射的宜居世界天文台(HWO)将主打“直接成像”技术,能够捕捉行星反射的星光。这意味着未来科学家不仅能分析行星大气成分,还能观察行星的颜色和云层特征。ELT预计2028年全面运行,其39米主镜能分辨出比JWST精细10倍的光谱细节。而HWO已被NASA列为优先项目,目标是在30光年内找到宜居行星的生命迹象。
然而,寻找外星生命的道路并非一帆风顺。M型红矮星是搜寻系外行星的主要目标,占银河系恒星的70%以上,但它们耀斑频发、光变剧烈,容易干扰行星信号。卡尔滕内格强调,必须先了解恒星的特性,才能准确解读行星传递的信息。未来十年,科学家需要在观测和建模方面不断努力,避免过早下结论。
这项研究不仅为寻找外星生命提供了新方向,也促使我们重新认识地球。原来,我们对地球高空生物圈的了解还非常有限。那些飘浮在万米高空的微生物,其种类、繁衍方式以及对气候的影响,都是亟待探索的问题。同时,当我们以氧气作为生命标志时,也需要回顾地球历史。大氧化事件花了十几亿年,早期地球在无氧环境下依然存在生命。因此,不能局限于“必须有氧”的传统观念,宇宙中的生命可能以我们意想不到的方式存在于酸性云或氨气雾中。











