一些著名的天体生物学家说,在不久的将来,我们很有可能要么找到了令人信服的证据,证明外星生命存在,要么将其排除在宇宙不断缩小的边缘,超出了我们迅速扩大的观测范围。到21世纪30年代末,这些答案可能会从许多积极寻找外星生命的倡议中找到。到那时,来自火星的样本将会返回地球,可能会包含具体的证据,证明这颗红色星球曾经有生物存在,或者现在仍然有。木星的木卫二和土星的土卫六上的航天器将会在这两颗卫星上寻找生命存在的迹象,如果是土卫六,则是在其表面。地面和太空中的先进望远镜应该可以探测附近恒星周围可能适宜居住的系外行星的大气层,寻找任何与我们的地球一样充满生物成分的混合气体。

尽管天体生物学家相信他们的探索将很快取得成果,但是,如果成功发生了,他们不太确定如何传达成功。他们应该如何告诉世界,我们在这个宇宙中真的不是孤独的——尤其是考虑到他们的领域有着漫长而麻烦的历史,充满了可疑的声明和错误的警告?毕竟,他们以前也被愚弄过。

上个月在杂志上自然一群科学家掌握了这个问题.由NASA的首席科学家James Green领导,该集团提出了一个新的框架来帮助验证,然后传达超越地球之外的生物创新的检测都灵音阶评估小行星的危险性他们的想法是使用一个从第1级到第7级的量表,让人们在任何情况下都能逐渐增强信心。被称为“自信”“生命探测”,或者简称为“CoLD”,它最初的步骤仅仅反映了一个结果与污染或某些明显的非生物起源无关的确认,而它的最终水平将代表强有力的后续观察,巩固了与生命的联系。“这些事情很复杂,”格林说。“但我们真的需要能够简单地沟通。”

以往宣传明显突破的努力不乏警示故事。1996年比尔·克林顿总统预示着这一发现来自火星的陨石ALH84001,似乎有生命迹象。他在白宫的一次演讲中说:“如果这一发现得到证实,它肯定会是科学迄今为止对我们的宇宙所揭示的最惊人的见解之一。”后来的分析并没有证实这一发现泼了一盆冷水火星生命的初步证据幸运的是,公众对天体生物学的正面看法相对未受影响。然而,这次事件的重演可能会带来灾难性的后果。“今天我们有了社交媒体,所以谣言、影射和故意虚假信息像野火一样传播,”前NASA首席历史学家史蒂文·迪克(Steven Dick)说。“这就更有理由进行有效沟通了。”

最近,假设在金星上探测到大气磷化氢(一种可能的生物信号气体),许多人认为这是一种生物起源,但自那以后,这种探测就被证实了受到质疑.更古怪的想法已经出现,比如2017年在太阳系发现的星际物体“Oumuamua”可能是一艘外星飞船,而不是小行星或彗星普遍的蔑视并有可能削弱人们对真正探测生命的信心。格林说,“冷级”可以防止科学家以这种方式“狼来了”,因为任何过于傲慢的说法都无法通过更严格的测试,而这些测试需要进一步扩大规模。他说:“生命探测测量可能会引起轰动。”

其他科学家也在考虑如何对生物特征进行实际检测。7月,科学家们在生命检测车间证据标准,由NASA的终身检测网络(NFOLD)和EXOPLANET系统科学(NEXS)的网络领导,讨论建立框架的想法,如冷。数百家科学家参与其中,许多人有利于更严格的通信协议。“我们实际上有一些关于另一个世界的有趣的生活检测事件的潜力正在变得更大,”NASA的戈达德太空飞行中心的工作室联合椅子希拉姆说。“我们希望领先于此。”

如果科学家们采用“冷”分级法,其第一步是七个步骤,即水平,将是对潜在生物特征的实际检测。接下来,科学家们需要在证明信号的生物起源之前排除污染。然后需要排除非生物源,然后对类似的生物特征进行独立的额外检测。进一步的观察需要排除非生物的想法,最后,后续的观察显示在相同的环境中有其他生物活动的例子,使探测达到7级——本质上是外星生命的证据。

部分希望是整个科学界都同意使用这样的规模。NASA等机构也可能同意这样做,这也将有助于决定未来的任务。格林说:“如果我们被困在4级,我们认为我们可以通过一项任务进入6级,我想为此提供资金。”。最终,一旦像CoLD这样的标尺的使用变得无处不在,期刊论文的评论员可以要求作者将其纳入任何生物签名检测的声明中。“我们在研讨会上讨论的一件事是:我们如何激励人们使用它?”华盛顿大学的Victoria Meadows说,他是车间的另一个联合主席。“底线是,如果我们没有这样一个规模,那么人们就不会使用它。”

对这种基于步骤的方法的呼吁是基于这样一种不可回避的可能性,即任何对外星生命的初步探测都可能是模棱两可的,而不是确凿的证据:任何明显的外星生命迹象在捕猎几十年后现在都已经很清楚了。因此,基于间接证据的更微妙的搜索正在出现例如,10月份,新墨西哥矿业和技术学院的博士生ZoëHavlena参加了一项研究美国宇航局资助旅行到意大利亚平宁山脉的洞穴墙的团队收集和研究矿物质的样品,称为石膏,有时与生物活动相关,并且可能是存在于火星上.“(火星上的石膏)可能与我们在这些洞穴系统中看到的相似,”哈夫丽娜说。

在火星上的其他地方,美国宇航局的“毅力号”火星车正在收集岩石样本,以便落叶归根在21世纪30年代早期可能有生命存在的证据。然而,它的第一个贮藏,实际上是嗅一嗅火星的大气,格林说,以弄清楚漫游者周围的稀薄空气是否含有甲烷。之前的任务——以及地球上的望远镜——已经发现了火星大气中偶尔爆发气体的证据。在我们的星球上,甲烷会通过生物活动得到补充,而“毅力”号的样本可能会揭示在火星上是否也是如此。格林说,目前火星上的甲烷在“低温”级别上约为“4级”。但如果恒心号的样本不仅含有甲烷,而且含有富含碳12同位素的甲烷,情况可能会发生变化。“生命热爱碳12,”格林说。“如果管中所有的甲烷都是碳12,我们只是将低温水平提高了1。”下一步是用恒心号这样的无人机飞越月球表面聪明才智更重要的是,将甲烷定位到一个可以直接调查的来源。

在火星之外,木卫二和土卫六都是有希望寻找生命的地方,因为它们有广阔的地下海洋,而土卫二有厚厚的大气层和液态碳氢化合物组成的湖泊。但在这两个卫星上发现的任何证据也可能需要仔细分析。从2030年开始,美国宇航局的“木卫二快船”任务和欧洲航天局的“木星冰卫星探测器”(JUICE)将对木卫二进行研究。特派团在2031年,而泰坦将会扮演机器人无人机的主人——美国宇航局的“蜻蜓”号。玛德琳·加纳是蒙大拿州立大学的一名研究生,她目前正在研究是否可以设计一种仪器,用于机器人太空飞行,以识别这些星球和其他外星世界的DNA和RNA的存在。加纳说,“目前还没有已知的DNA和RNA的非生物来源”。她的研究固态纳米孔技术目前在国际空间站上使用DNA序列,可以为空间探针提供确凿的检测能力。“如果我们发现DNA或RNA,我们知道这是生命,”她说。

除了我们的太阳系之外,科学家们正准备新的Exoplanet研究时代,可以揭示其他世界的初步证据。在esa,工作会发生行星凌日和恒星振荡(柏拉图)任务该卫星将于2026年发射,旨在寻找围绕类日恒星运行的类地行星。德国航空航天中心行星研究所所长海克·劳尔(Heike Rauer)说:“在所谓的类太阳恒星的可居住带,我们还没有明确探测到一颗岩态行星。”PLATO将致力于解决这个问题。“最好的情况将是一个真正的地球双胞胎:一个像地球的质量和大小的行星与像我们的太阳一样的恒星的距离,”劳尔说。

如果或当这些星球被发现时,目前正在NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜范围之外讨论的精密轨道观测站计划今年12月推出——可以给予他们更深入的审查。这样的望远镜可以包括数十亿美元的项目现在被美国宇航局考虑,也许在20世纪40年代推出,这可以直接在太阳般的星星周围成像地球样的行星,粗鲁地嗅着他们的大气,以争夺居住地和生活的迹象,甚至绘制他们的表面。“当美国戈达德太空飞行中心的科学和勘探司司长副主任肖恩多米昂 - 高级委员会说:”我们可以看出海洋与大陆的何时与大陆和森林签名。“如果一些青翠的水上世界也展示了氧气和甲烷等生物状体气体,许多研究人员将相信他们的长期搜索成功。戈达德·戈达德科学家Giada Arney说:“将一个地球的气氛的组成和弄清楚非生命过程的方法,弄清楚非生命过程的方法,这是非常困难的。

像CoLD这样的框架可以帮助任何人,从科学家到记者再到普通公众,评估对这样的探测有多兴奋。但并不是每个人都相信这个想法。哥伦比亚大学(Columbia University)天体生物学主任迦勒·沙夫(Caleb Scharf)怀疑研究人员能否控制这种说法,也不确定是否如此公众会理解精心构建的信息。“我怀疑科学界是否真的能控制它,”他说。“看看最近20个月的新冠肺炎疫情,我们一次又一次地面对统计数据和概率,但我们都不善于解释这些东西。”

但可以肯定的是,事情进展得很快。沙尔夫说:“我们现在的处境甚至与10年前大不相同。”。从考察地球上的洞穴到访问遥远的世界,一系列领域的研究正在使我们比以往任何时候都更接近于发现(或继续反驳)外星生命。决定如何向世界传达这样一件事,无论是通过冷量表这样的框架还是其他方式,都是很值得讨论的事情。西雅图Blue Marble太空科学研究所的天体生物学家Graham Lau说:“感觉我们并不孤单。”。“如果有生命存在,我们现在就必须接近。”