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一位领先的行星天文学专家 ， 思考下一代太空望远镜可能会揭示什么 。 目前 ， 我们只能想象 39 光年外 TRAPPIST-1 系统中的七颗系外行星的样子 。 它们于 2015 年和 2017 年发现 ， 围绕一颗红矮星运行 ， 大小与地球大致相同 。
【当我们看到外星生命时，我们会认出它吗？】
当我仰望星星时 ， 我喜欢想知道每颗星星周围可能有什么样的行星 。 每颗恒星都是一个太阳 ， 天文学家发现了数千颗围绕其他恒星运行的行星 ， 称为系外行星 。 也许在遥远的星球上有智慧生物 ， 回头看我们的太阳 ， 对他们来说也是一颗星星 ， 他们跟我们想知道同样的事情 。
我们天文学家毫不掩饰地期待着系外行星表征的范式转变——通过 30 多年制造的复杂的新望远镜实现 ， 韦伯将经历一系列艰巨的部署 ， 包括在到达距地球 100 万英里的目的地之前展开一个网球场大小的五层遮阳板 。 世界各地成千上万的天文学家将他们的研究希望和梦想寄托在韦伯身上 ， 不仅是系外行星 ， 还有许多天文学的前沿课题 。 但对于我们这些研究系外行星的人来说 ， 韦伯将打开一个新窗口 。
韦伯将为我们带来第一次定期观察小型岩石系外行星大气的机会 。 大气中的水蒸气表明存在地表液态水海洋 ， 这很关键 ， 因为生命需要液态溶剂 。 想象一下：很快我们就可能知道存在液态水的岩石行星并且很常见 ， 这意味着宜居世界可能就在我们周围 。 更引人注目的是有机会识别可能归因于生命的大气气体 ， 称为生物特征气体 。 例如 ， 分子氧以体积计填充地球大气的 20% ，
但反应性如此之高 ， 它根本不应该存在 ， 如果没有持续补充 ， 在这种情况下 ， 是由植物和光合细菌补充 。 如果分子氧出现在一颗小的岩石系外行星的大气中 ， 我们同样假设某个进程正在那里工作以不断补充它 。 诚然 ， 从小型系外行星大气中获得强大而强大的信号对于韦伯来说可能很困难 ， 可能正处于其能力的边缘 。 真正的地球双胞胎 ， 那些地球大小的行星 ， 围绕像我们的太阳这样的恒星运行在类似地球的轨道上 ， 完全超出了这个望远镜的范围 。
相反 ， 韦伯的终极彩票是少数几颗穿过小红矮星的小行星之一 ， 锁定在导致永久白天和永久黑夜的自转速率中 ， 并受到频繁恒星耀斑的强烈高能辐射的轰击 。 凌日系外行星调查卫星已经发现了 2600 颗候选行星 。 即将推出可以研究大气层的望远镜 。
我们可能已经在我们的姐妹行星金星上发现了一种生物特征气体 。 金星表面灼热 ， 任何生命都无法生存 ， 似乎不太可能存在 。 但是远在地表上方的云层填充层确实具有适合生命存在的温度 。 云层环境非常恶劣 ， 高度酸性且极其干燥 ， 尽管如此 ， 半个多世纪以来 ， 人们一直在猜测金星云层中是否存在生命 。
科学家团队最近报告了从射电望远镜对金星的观测中探测到磷化氢气体的情况 。 我们计算出 ， 没有任何已知的化学过程 ， 从火山到闪电再到陨石输送等等 ， 可以产生接近我们数据推断的十亿分之一数量的磷化氢 。 此外 ， 根本就没有足够的氢 ， 也没有合适的温度和压力让膦自行形成 。 我们留下了未知化学的可能性 ， 或者更具推测性的是生命的可能性 。 在地球上 ， 磷化氢气体仅与生命有关 ， 由湿地等无氧环境中的细菌和人类用于工业产生 。
自从人类思考众多恒星的奥秘以来 ， 系外行星的发现和表征在数千年中取得了长足的进步 。 我们很幸运能够成为第一代人 ， 他们不仅希望 ， 而且可以真正探索最近的恒星 ， 寻找适合居住的世界 ， 也许有人类可以居住的世界 。
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