即使天文学家们正努力实现备受期待的里程碑式发现——一颗环绕另一颗恒星运行的类地孪生行星，研究人员已经在询问，探测这种行星上是否存在外星生命需要什么条件。好消息是，目前正在规划的观测站可能有机遇。然而，这绝非易事。
最近发表在《天体物理学杂志》和《天文学与天体物理学》上的研究表明，下一代巨型地面望远镜可能能够从穿过系外行星大气层的星光中梳理出生物标记信号。两组科学家计算了计划中的欧洲极大望远镜（E-ELT）（上图）可能探测到的生物标记物，该望远镜将使夏威夷莫纳克亚山上的双子星凯克望远镜相形见绌，后者目前处于天文学的最前沿。
地球上的生物体通过多种方式在环境中留下化学印记，例如，植物和细菌产生氧气，消化过程中释放甲烷，以及全球碳循环中二氧化碳的产生和消耗。测量系外行星大气层中的这些化学物质可能为那里存在生命提供强有力的迹象。
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天文学家使用世界上最好的望远镜已经识别出巨大、高辐射系外行星大气层中的特定原子和分子。对于较冷轨道上较小的行星——光子相对稀缺的物体——做同样的事情，将需要更大的望远镜和多年的观测。
凭借高分辨率摄谱仪将从系外行星收集的光线分解成其组成波长，原则上，E-ELT 将能够发现温和的类地世界大气层中的氧气。这座巨型天文台也可能能够识别水，水被认为对生命很重要，但并非必要条件，以及臭氧（O3），一种与氧气密切相关的分子。“当我们确定存在臭氧时，我们可以非常肯定大气中存在氧气，”德国航空航天中心和法国波尔多天体物理实验室的天体物理学家帕斯卡尔·海德尔特解释说，他是《天文学与天体物理学》研究的主要作者。海德尔特的研究小组探索的一些情景中，甲烷也可能是可探测的。
然而，化学与生命之间的联系并非总是直接的，探测氧气、甲烷或其他一些生物相关分子将需要仔细的解释。金星有一个臭氧层，根据行星科学界有些争议的研究，火星会释放出偶尔的甲烷羽流。然而，没有确凿的证据表明这两颗行星都存在微生物。“原则上仅仅发现氧气是不够的，”荷兰莱顿大学的伊格纳斯·斯内伦说，他是《天体物理学杂志》研究的负责人。关于未来的系外行星研究，斯内伦警告说，“你真的需要全面描述大气层的特征。”