当NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜去年发射时，它觉得人类探索宇宙还有一些希望。它不仅仅是一个望远镜。它的目的是揭示宇宙中最伟大、最令人费解的秘密。
据了解，韦伯望远镜的作用是澄清黑洞，确认我们对大爆炸的理解是正确的，甚至发现外星生命的最初迹象，如果它们真的存在的话。也许最大的谜团是宇宙中是否有人或物，或者我们是否完全孤独。
为了解决这个问题，科学家们在周一的《美国国家科学院院刊》上发表了一篇论文。这篇文章解释了韦伯在追求外星生命时应该寻找什么。这个问题的简单答案是甲烷，一种含有四个氢和一个碳的分子。但如果我们真的想改进外星猎人手册，故事还有很多。
来自加利福尼亚大学圣克鲁斯的天体物理学家Joshua krissansen Totton和这项研究的合著者在一份声明中说：“有两件事可能会出错——你可能误解了生物测量学的东西并得到假阳性，或者你可能忽略了一些真正的生物测定学。我们想建立一个框架来帮助避免这两个与甲烷有关的潜在错误。”
退一步说，为什么我们人类希望韦伯在系外行星上寻找甲烷，而不是氧气？回答这个问题并不容易。韦伯发现，生物识别或生命迹象是通过捕捉光的吸收波长发展起来的。基本上，不同的分子或元素吸收不同的波长——大气中氧的吸收特性很难捕捉。
“氧常被认为是最好的生物学特征之一，但它可能很难被JWST检测到，”加利福尼亚大学圣克鲁斯天体物理学家Maggie Thompson和新研究的第一作者在一份声明中说。
基本上，氧可能潜伏在系外行星上，但很容易错过。另一方面，通过吸收机制发现甲烷并不困难。此外，甲烷对地球上的生命非常重要，因此它也可能是生命的一个很好的指标。
“如果你在一个岩石星球上发现了大量甲烷，你通常需要一个巨大的来源来解释，”克里斯桑森·托顿说，“我们知道，生物活动在地球上产生了大量甲烷，可能是在地球早期，因为制造甲烷是一个相当容易的代谢过程。换句话说，地球上的生物过程——包括人类的生物过程——经常且容易释放甲烷。”
通过逆向工程，在宇宙中的一颗岩石行星上发现甲烷，意味着一个有生命的身体，甚至可能像我们一样，可能已经制造出了甲烷。但请记住，该团队的目标是在韦伯扫描此类生物体时消除任何怀疑或误报。
汤普森说：“一个分子不能给你答案——你必须考虑地球的整个情况。甲烷是一个谜，但是要确定行星上是否有生命，你必须考虑它的地球化学，它是如何与它的恒星相互作用的，以及许多能在地质时间尺度上影响行星大气的过程。”
虽然我们知道地球上的生命肯定会产生甲烷，但一些非生物也会产生这种分子。研究人员说，火山、海脊、热液喷口甚至小行星撞击都可能产生大量甲烷，并将其推入大气层。
因此，科学家们必须确保，如果韦伯在可居住区（每个恒星系统中最有可能携带生命的区域）的岩石行星上发现甲烷，它不仅仅是非生物甲烷。
因此，在分析了非生物甲烷和生物甲烷的区别后，研究人员提出了一个可靠的经验法则，即当韦伯最终在一颗岩石行星上检测到该分子时，这意味着该行星围绕着一颗类似太阳的恒星运行，并且位于一个可居住的区域。
研究人员指出，如果这颗行星的大气层中除了甲烷之外还有大量的二氧化碳，甲烷的含量远远超过一氧化碳，而且这颗行星似乎并不富含水，那么我们可能能够排除假阳性。如果它不属于上述任何一种情况，它可能来自非生物来源，例如地面上的火山。
然而，在未来，如果我们想实现在我们的星球之外寻找生命这一看似不可能的壮举，克里斯桑恩·托顿认为，必须以这种方式进行更多的研究。“这项研究的重点是甲烷，它是生物学特性中最明显的假阳性。岩石系外行星的大气层可能会让我们感到惊讶，我们需要仔细解释。”