在地球以外生命的探索中，虚惊一场的情况比比皆是。研究人员普遍考虑过，并驳斥了各种说法，从 1970 年代关于火星上存在生命的报告，到 1990 年代在陨石中“发现”的化石太空微生物。
现在，受到探测到太阳系以外数千颗行星的启发，NASA 已经启动了一项新的努力，以学习如何识别外星生命。目标是了解外星生命可能产生哪些气体——以及地球天文学家如何在穿过行星大气层的光线中探测到这些“生物特征”（参见“寻找外星生命”）。
本周，该机构将在华盛顿州西雅图市召开一次研讨会，最终目标是就如何避免未来出现令人尴尬的错误向 NASA 系外行星小组提供建议。“我们必须齐聚一堂，确定什么是另一个行星上存在生命的良好证据，”研讨会的组织者之一、NASA 戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的天文学家 Shawn Domagal-Goldman 说。
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来源：Nature，2016 年 7 月 27 日 doi:10.1038/535474a。来源：图表：S. Seager & W. Bains Sci. Adv. 1, e1500047 (2015)；锥体：参考文献 5
这项工作来得正是时候，因为天文学家们正在努力研究如何解读来自下一代望远镜的系外行星数据。一些科学家正在努力了解自然如何在没有生命有机体的情况下产生典型的生物特征气体，例如氧气。另一些科学家则试图尽可能广泛地思考可能维持生命的生物化学类型。
英国圣安德鲁斯大学的天文学家莎拉·鲁海默 (Sarah Rugheimer) 说：“我们可能会自欺欺人地认为一颗没有生命的行星存在生命，或者我们可能会错过生命，因为我们并不真正了解另一个行星上可能产生的东西的背景。”
探测到生物特征气体只是了解系外行星上可能发生的事情的第一步。华盛顿大学（位于西雅图）的天文学家维多利亚·梅多斯 (Victoria Meadows) 说，每个世界都有其自身的物理和化学因素组合，这些因素可能会或可能不会导致生命。“行星很复杂，我们不应该认为它们都一样，或者很容易揭示它们的秘密，”她说。
行星的环境是关键。一些地球大小的行星围绕 M 矮星（银河系中最常见的恒星类型）运行，距离适中，可以容纳液态水。但梅多斯的研究合作者已经证明，光化学反应可以将水送入行星的大气层，然后分解其氢，氢会逸入太空。剩下的是厚厚的氧气层，这层氧气看起来好像来自生物有机体，但实际上是失控温室效应的结果。
有一些方法可以辨别。失控的温室效应将产生比地球稠密数千倍的大气层，其中 O2 分子碰撞产生 O4。因此，梅多斯团队今年报告称，在行星大气层中发现 O4 可能是氧气实际上并非来自生命的线索。
另一种方法是列出替代生物特征气体清单——一些不如氧气那样明显，但可能由特定条件下的生物体产生的物质。这些物质包括地球浮游植物产生的二甲基硫，甚至氨气。在寒冷的外星行星上，生物体可能会使用与工业制造商相同的化学过程来制造这种气体。
在马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院，天文学家萨拉·西格 (Sara Seager) 已开始研究 14,000 种足够稳定以存在于行星大气层中的化合物。她和她的同事正在使用诸如是否存在将化合物送入大气层的地球物理方法等标准来缩小他们最初的分子清单。
西格说：“我们正在进行分类过程。” “我们不想错过任何东西。”
西雅图会议旨在汇编生物特征气体及其化学性质的工作清单。这些信息将用于天文学家如何分析来自 NASA 詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据，该望远镜计划于 2018 年发射。马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所的天文学家尼科尔·刘易斯 (Nikole Lewis) 说，该望远镜将只能观察少数宜居行星，但它将首次详细了解哪些世界周围环绕着哪些气体。
没有哪种单一气体可能成为外星生命的铁证。但 Domagal-Goldman 希望研讨会能够产生一个框架，以了解科学家可能在哪里绊倒自己。“我们不希望发布一篇很棒的新闻稿，”他说，“然后一周后每个人都颜面扫地。”
本文经许可转载，并于 2016 年 7 月 27 日首次发布。