下次再闻到孢子甘蓝的味道，别又发出呕吐的声音！跑到海边也是如此，即使海浪泡沫散发出的强烈气味会把你熏晕。或是当你闻到一桶煤油的时候……你或许觉得这些气味一点也不好闻，甚至恶心，殊不知，你闻到的有可能就是外星人发出的味道！

美国麻省理工大学萨拉·西格尔（Sara Seager）率领的天体物理学团队列出一份清单，罗列了所有需在太阳系系外行星大气中探测的分子，其中就包括这三种有气味的化合物：

• 二甲硫醚（孢子甘蓝味）

• 氯甲烷（海水泡沫味）

• 异戊二烯（煤油味）

为什么要搜寻这三种气味？因为它们有可能是生命存在的信号！

可怜的外星人竟然臭到这个地步，让我们在数光年外都能“闻”得到？

那倒不是，这并不是外星生物的体味，我们对那气味还一无所知。而且只要我们没法在半人马座α星找到货真价实的外星生物，闻一闻它们的胳肢窝，我们就永远不会知道它们有什么体味。

而上文提到的这三种分子，是最有可能的“系外行星有机活动产物”，比如来自“硬毛粉红鲸”的口臭、“跳跃枪乌贼”放的屁……但更有可能是细菌的排放物。

总之，这是萨拉·西格尔团队选出的“阵容”。这是一项艰难的工作，因为我们完全不知道其他地方的生命体会是什么样。研究人员承认，照地球上五花八门的生物情况来看，生命活动产物千变万化。这对研究可没什么帮助……不过，还是有几条线索可以让我们描摹出待寻分子的特征。

首先，这些分子应包含那些大量存在于生命体的原子。照此推断，碳、氢、氮、氧、硫和磷肯定少不了：我们能在已知的大部分蛋白质中找到上述原子。如能在系外行星上找到它们，则生命大有希望。其次，含有这些原子的分子应该是气态，而且分子结构要相当稳定，这样才能在大气中累积到足以被发现的量。

初步框定理想对象

研究人员还有其他挑选标准：待寻分子当然应在生命体可能产生的分子之列。生命体需要能量才能存活，这应该是宇宙真理了。地球上的植物利用太阳能，消耗二氧化碳，排出氧气，从而完成光合作用。但也有些生命体直接使用化学反应产生的能量。比如，有些细菌能将氢气和二氧化碳转变为甲烷和水，它们的能量来源就是这一过程中发生的化学反应。

萨拉·西格尔团队锁定的就是这类使用化学能的细菌所产生的气体，同时从中排除了那些也有可能是地质活动（如火山爆发）产物的气体。

最终，他们列出一份严谨的分子清单，要是能在某个系外行星上探测到其中几种，就说明那里可能有生命存在。上文提及的三种有气味的分子就是来自这一清单。科研人员认为，要用非生物的机制解释这三种分子的存在会是相当困难的工作。

然而，上述努力的成果仍是假定性的。通过分析一颗星球的大气分子，就试图理解星球上发生的事，这有点像在几千米之外追踪一场露天音乐会，而唯一的凭据只是射灯投向空中的光柱……萨拉·西格尔及其团队的抱负可能有点太大，但不能就此埋葬他们的计划。

寻找外星生命存在的证据的确是个绝佳的动力，能推动我们研究系外行星的大气。无论最终找到的是什么，这都将是一次激动人心的探索，因为关于这些无法触及的世界，这层气体外壳的性质是我们目前有望获得的唯一认知。

天文学家的态度很明确，我们一时半刻没法给系外行星上的大陆拍个漂漂亮亮的彩照。这些天体太小、太远、太苍白，根本无从将它们和它们围绕旋转的恒星区别开来，后者要比它们明亮上亿倍。

不过，我们已经能分析包裹住这些行星的微小分子了……很神奇，不是吗？仔细想想，这也不奇怪。这些分子虽然很小，但要组成大气就会有成百上千亿：数量弥补了体积。更别提它们自个儿暴露了行踪……因为它们会吸收掉强大的恒星释放出的某些色彩！

读者想必知道，我们的太阳发出的白光其实是由彩虹的所有颜色合成的。一块棱镜就让它们一一现形，我们将解析后的结果称为“光谱”。每颗恒星有其特定的光谱，对此进行精确测定对天体物理学家来说不是难事。

行星的大气分子在被恒星的光线照射后，会吸收掉光线的某些颜色。这是什么原因？因为每种颜色带有特定的能量，这能量是由组成光线的微粒——光子带来的……分子会“吃下”光子的能量，而能量能让分子振动起来。

颜色老饕

可是，它们也不是什么光子都吃哦！分子振动所需能量的多寡取决于分子的形状。氢气分子是两个原子互相连接在一起，甲烷是复杂的四面体……一个分子只在特定能量下才振动，而这能量则来自恒星光谱中的特定颜色。

所以，通过仔细分辨行星分子从恒星光谱中“夺走”的颜色，天文学家就能确定行星大气的构成。你想的没错，这简直就是一项壮举！要知道，这些行星系离我们的太阳系好几光年，在这种情况下，如何区分穿过行星大气的光线和直接来自恒星的光线呢？

有个好法子叫做“凌星法”。

当然，在这方面，我们才刚刚起步，已经确定大气成分的行星，一个手也数得出来。它们大部分都是气态巨行星，不存在生命，但因为体积巨大，测量起来更加容易。不过，这一状况很快就会改变……

事实上，目前这一领域最顶尖的观测设备“哈勃”空间望远镜是在 1990 年发射升空的，比首次发现系外行星还早了 5 年；也就是说，制造“哈勃”望远镜的时候并没有做好这方面的准备！相反，对“哈勃”的继任者“詹姆斯·韦伯”太空望远镜我们可以充满期待，它将在 2021 年升空，其主镜面积接近“哈勃”的 6 倍。

后备的还有欧洲系外行星大气红外遥测广域巡天项目（ARIEL）。该项目计划发射的望远镜固然小一些，但会专门用于远距离大气研究。如果欧洲空间局决定启动该项目（目前尚未列入官方日程），它可于 2025 年开始观测。

那么，生命星球是否会排山倒海般涌现呢？所有人都这样巴望着。不过某些天体物理学家——比如法国国家科研中心（CNRS）波尔多天体物理实验室的弗兰克·塞尔西斯（Franck Selsis）——认为，不应把寻找生命当作研究的唯一动机，否则会误读了探测结果：“1970 年代，我们向火星发射了‘海盗’系列探测器，它们携带的仪器就是为了寻找生命迹象。它们也真的找到了——但后来人们意识到这一发现源于对数据的错误解读。当我们不惜一切代价想要看见生命时，我们就会在它们本不存在的地方‘看见’它们。”

充满意外的星球

弗兰克·塞尔西斯认为，应该根据我们对行星的认知（它的构成、体积、温度、和恒星的距离……）来分析其大气，解释眼见的一切。只有在我们观察到的异象、有关气体浓度无法用地质活动或化学反应来解释时，生命才是一个可能的选项。

他认为我们很可能会与揭示秘密的分子组合不期而遇。因为系外行星自被发现以来，总是充满惊喜：体积、种类、构成……对系外行星而言，挫败预言似乎是它们的第二天性。也就是说，想要发现生命，真的需要敏锐的直觉！

撰文 Fabrice Nicot

编译 黄雅琴

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