寻找地外生命并非眼见为实 恒星也会制造假象

天闻频道

实习生 林文慧 本报记者 徐 玢

在与地球截然不同的世界上，我们认为的“生命信号”可能并不那么准确。

近期，天文学家发现，我们原本认为是生命迹象的标志可以由非生物过程激发出来。美国科罗拉多大学博尔德分校的天文学家凯文·弗朗斯认为，要想获得一个行星上真实的生命迹象，你必须超越行星本身，去观测它所环绕的那颗闪耀的恒星。

因此，弗朗斯设计了西斯廷（SISTINE）计划，并于近期在新墨西哥州的白沙导弹靶场完成了发射任务。它将紫外光谱仪搭载在Brant IX探空火箭上飞行15分钟，观察遥远的恒星，以帮助明晰围绕它们运行的行星上的生命迹象。

紫外线也可以“制造”生命迹象

“一般而言，被我们称为宜居带中的行星要求具备合适的温度，以及液态水。”中科院云南天文台研究员郭建恒在接受采访时表示，如果在此基础上，这些行星的大气中探测到有相当的氧存在，那么我们会期待这是个宜居星球。

氧被称为生命标志物，一直以来都是我们判断地外生命是否存在的一个重要指标，地球氧气的“进化史”似乎很好地证明了这一点。46亿年前，地球刚刚形成时，空气中的二氧化碳是今天的200倍。当时生存在地球上的是一些厌氧生物，它们吸入二氧化碳，将氧气作为一种废物排出。直到后来的“大氧化”事件发生，永久的改变了地球的大气层，才有了后面一系列的生命进化史。可以说，没有地表生命，大气中就不会有氧气。

因此，探测行星大气中的氧气一直以来都是我们寻找地外生命的一个标准。但是，近期天文学家们发现，光探测行星是不够的，因为它所围绕的恒星很有可能会制造出迷惑的“假象”。

恒星如何“使诈”？罪魁祸首其实是恒星的紫外线。中科院国家天文台研究员王炜表示：“恒星发出的紫外线辐射能量很高，能轻易打开二氧化碳分子和水分子的分子键，使分子中的原子获得自由，而两个氧原子组合起来就会形成氧分子。换句话说，恒星的紫外辐射也会导致行星上产生氧气分子。”因此，这些指标既可以被解释为存在地外生命，也可以被解释为是由恒星紫外辐射产生的虚假生命信号。

“因此，要在行星上寻找地外生命，我们必须了解其围绕恒星的紫外辐射特性。”郭建恒表示。

西斯廷任务先行测试技术仪器

因此，弗朗斯发布了西斯廷任务，观察具有行星的恒星在远紫外波段的辐射情况，以便更好地区分行星上的氧气是由生命过程产生还是紫外线产生。

“对恒星远紫外的观测是较为困难的。在过去的几十年里，仅仅有几个仪器开展了这方面的工作。”郭建恒表示，哈勃太空望远镜是其中的一个。哈勃太空望远镜是一台功能很强大的望远镜，它覆盖了紫外、可见光和红外的波段。在紫外波段的观测主要依赖于COS和STIS两台仪器。

“和SISTINE相比，在90—120纳米的波段，COS和STIS的探测能力不够强，而西斯廷能够很好的探测91.2—160纳米的波长范围。”郭建恒在采访中说。

本次的观测目标是颗白矮星的气体星云NGC6826。行星状星云是中小质量恒星死亡之后的产物，紫外辐射强，有许多尖锐的谱线。“这次观测主要是为了测试西斯廷的仪器。”王炜表示，SISTINE将为新的大型空间项目提供技术验证，包括紫外探测器和新的光学镀膜技术等。

西斯廷还可以测量耀斑，或明亮的恒星爆炸，这些耀斑会同时释放出强剂量的远紫外光。频繁的耀斑会把适宜居住的环境变成致命的威胁。

不过， 由于西斯廷的任务是搭载在Brant IX探空火箭上进行15分钟的飞行观测，观测时间短，观测的目标有限。“作为对新技术的测试性探测是可以的，长期观测的优势不太明显。”郭建恒表示。

西斯廷计划2020年再次飞行，观测距离地球4.37光年的半人马座阿尔法三星系统中的两颗恒星。在这两颗恒星中，其中有一颗拥有离地球最近的系外行星。

值得一提的是，“除了氧气之外，叶绿素也是能够证明生命存在的直接证据。如果行星上存在大片的森林，植物会吸收绿光从而导致行星在0.7微米的反射光谱降低，而这一现象在未来是可能被观测到的。”王炜表示。