科学探索|詹姆斯·韦伯太空望远镜证明了其在寻找外星生命方面的价值( 二 ) 詹姆斯·韦伯太空望远镜证明了

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太空和地球上的望远镜
为了探测来自潜在可居住的系外行星的光线的这些微妙变化，需要一个极其强大的望远镜。就目前而言，唯一能够完成这一壮举的望远镜是新的詹姆斯·韦伯太空望远镜。由于它在2022年7月刚刚开始科学运作，韦伯对气态巨型系外行星WASP-96b的光谱进行了读取。尽管光谱显示存在水和云层，但像WASP-96b这样大而热的行星不太可能承载生命。
然而，这一早期数据表明，詹姆斯·韦伯望远镜能够探测到来自系外行星的光线中微弱的化学特征。在新的几个月里，韦伯将把它的镜子转向TRAPPIST-1e，这是一颗可能适合居住的地球大小的行星，距离地球仅有39光年。
韦伯可以通过研究行星在其宿主恒星面前经过时的生物特征，并捕捉穿过行星大气层的星光，来寻找生物特征。但是韦伯并不是为了寻找生命而设计的，所以该望远镜只能仔细检查最近的几个潜在的宜居世界。它也只能检测大气层中二氧化碳、甲烷和水蒸气水平的变化。虽然这些气体的某些组合可能表明有生命存在，但韦伯无法探测到未结合的氧气的存在，而这是生命的最强信号。
未来更强大的太空望远镜的领先概念包括计划阻挡行星宿主星的亮光，以显示从行星反射回来的星光。这个想法类似于用你的手挡住阳光，以便更好地看到远处的东西。未来的太空望远镜可以使用小型的、内部的面具或大型的、外部的、类似雨伞的航天器来做这件事。一旦星光被阻挡，研究从一个星球上反弹的光线就变得更加容易。
目前还有三个巨大的地面望远镜正在建设中，它们将能够搜索生物特征：大麦哲伦望远镜、三十米望远镜和欧洲极大望远镜。每一个都比地球上现有的望远镜强大得多，这些望远镜也许能够探测最近的世界的大气层中的氧气，尽管地球的大气层扭曲了星光，这是一个障碍。
这到底是生物学还是地质学？
即使使用未来几十年最强大的望远镜，天体生物学家也只能探测到那些已经被生命完全改变的世界所产生的强烈的生物特征。
不幸的是，陆地生命释放的大多数气体也可以由非生物过程产生--奶牛和火山都释放甲烷。光合作用会产生氧气，但是阳光也会，当它把水分子分裂成氧气和氢气时。在寻找遥远的生命时，天文学家很有可能会检测到一些假阳性。为了帮助排除假阳性，天文学家将需要充分了解一个感兴趣的行星，以了解其地质或大气过程是否可以模仿生物特征。
【科学探索|詹姆斯·韦伯太空望远镜证明了其在寻找外星生命方面的价值】下一代的系外行星研究有可能通过证明生命存在所需的非凡证据的标准。詹姆斯·韦伯空望远镜发布的第一份数据让研究人员感受到了即将到来的令人兴奋的进展。