史蒂夫·德施能够预见系外行星研究的未来，但这并不乐观。他说，想象一下，天文学家使用美国宇航局即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜来仔细搜索一颗地球质量世界的 大气层，寻找生命迹象。然后再想象一下，他们追逐大气氧气的迹象多年——才意识到这些是地质活动而非生物产生的假阳性。
德施是坦佩市亚利桑那州立大学的天体物理学家，他和 其他行星猎手于11月13日至17日在怀俄明州拉勒米市会面，以规划更好的方法来搜寻地球以外的生命。许多人开始争辩说，宜居性的标准定义——行星表面有液态水——不应该是指导系外行星探索的因素。相反，科学家们说，该领域应该关注探测外星生命的机会，如果它存在的话。
“行星可能宜居，但没有生命会产生任何影响，”德施在会议上告诉研究人员。
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事实证明，水世界可能是寻找生物最糟糕的地方之一。会议上展示的一项研究表明，一个被海洋覆盖的行星可能会缺乏磷，磷是一种地球生命不可或缺的营养物质。其他工作得出结论，即使被更深的水淹没的行星也会是地质死亡的，缺乏在地球上滋养生命的任何行星过程。
“宜居性不仅是找到外星生命形式深呼吸的信号，”日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所的天文学家和系外行星研究员伊丽莎白·塔斯克说。她说，这也关乎行星的地质学和化学如何相互联系，创造一个受欢迎或充满敌意的环境——使寻找地外生命变得复杂。
冲浪和草皮
天文学家已经编目了数千颗系外行星，其中十几颗可能适宜居住。最近的一颗，于11月15日宣布，是罗斯128b，它距离地球3.4秒差距（11光年）。它类似于科学家们花费数十年时间寻找的目标：一颗围绕附近恒星运行的地球大小的行星，可能位于允许液态水的合适距离。
这些行星中的大多数都具有一些阻止它们成为真正地球双胞胎的品质。例如，罗斯128b围绕一颗凉爽的矮星而不是类太阳恒星运行。但塔斯克说，科学家们用来对世界宜居性进行排名的常用指标，例如它相对于恒星的位置或它与地球的相似程度，是误导性的。
为了弄清楚如何分配宝贵的观测时间，一些科学家建议将目标对准像地球一样被认为海洋和陆地混合的行星。这是因为表面只有水的世界可能无法获得以可以支持生命的形式存在的关键营养物质——如果它是基于与地球生命相同的化学物质。
“我们有这样一种刻板印象，即如果我们有海洋，我们就有生命，”亚利桑那州立大学的微生物生态学家苔莎·费舍尔说。但她最近的工作与这种观点相矛盾。费舍尔和她的同事研究了在一个“水行星”上会发生什么，该行星的表面几乎或完全被足够的水覆盖，足以填满地球海洋的五倍。
在地球上，雨水撞击岩石会将磷和其他营养物质冲入海洋。但费舍尔在拉勒米会议上报告说，如果没有裸露的陆地，磷就无法随着时间的推移丰富水行星上的水。她说，不会有海洋生物（如浮游生物）在行星大气层中积累氧气——使这种类型的世界成为寻找生命的糟糕之地。
湿毯子
亚利桑那州立大学的地质学家凯曼·温特伯恩说，最湿润的行星会遇到另一种麻烦，他分析了拥有多达50个地球海洋水量对整个行星的影响。温特伯恩发现，所有液体的巨大重量会对海底施加如此大的压力，以至于行星内部根本不会融化。
行星至少需要一些内部融化来维持地质活动，例如板块构造，并为生命提供合适的地球化学环境。在这种情况下，温特伯恩说，“太多的水也是过犹不及。”
富含水的世界很容易形成。塔斯克说，许多行星很可能在远离其母恒星的地方形成，在寒冷的温度下，它们可以由岩石碎片和大量冰块结合而成。如果这样的行星后来迁移到更靠近其恒星的地方，冰就会融化并将表面覆盖在广阔的海洋中。人们认为围绕恒星TRAPPIST-1运行的七颗小型行星中的一些行星表面有大量的水，该恒星距离地球12.6秒差距（41光年）。
塔斯克说，天文学家需要更深入地思考行星如何随着时间推移而演化，而不是本能地研究这些水世界。“我们需要仔细考虑选择合适的行星，”她说。
詹姆斯·韦伯太空望远镜计划于2019年发射。一旦进入太空，该望远镜将花费大量时间研究潜在的类地世界。研究人员已经开始分析系外行星大气层中的氧气、甲烷或其他“生物特征”气体可能如何在望远镜的视野中出现。
在拉勒米会议即将结束时，与会者投票表决科学家是否会在2040年之前找到系外行星上存在生命的证据。他们并不乐观：47人说不，29人说是。但更多的人愿意打赌，在2050年代或2060年代会在另一个世界上发现生命。
这大概有足够的时间来解决关于哪些世界是最佳目标世界的争论。
本文经许可转载，并于2017年11月20日首次发表。