韦伯望远镜能很快找到地外生命吗？科学家充满信心

科学家们认为，虽然在太阳系内没有找到地外生命，却很可能在系外行星（太阳系以外的行星，后同）发现地外生命，他们对韦伯望远镜充满了期待。

美国亚利桑那大学天文学教授克里斯·英佩和行星科学教授丹尼尔·阿佩认为，由于韦伯望远镜（后面简称“韦伯”）能够得到系外行星大气层的光谱资料，从而可以分析出这些大气的特征，或许能够很快发现地外生命的迹象。

观测地外行星大气层只是韦伯望远镜的副业/

韦伯望远镜研制了25年，花费100亿美元，是史上迄今为止最贵最高级的空间望远镜，没有之一。这台望远镜的主要任务很高大上，就是希望看到宇宙大爆炸的起点，也就是138亿光年的宇宙。

科学观测和研究已经得到了宇宙大爆炸的最重要证据——宇宙微波背景辐射，被认为是宇宙大爆炸发出的第一缕光留下的余烬，是宇宙大爆炸最初始状态残留。韦伯望远镜就要将这缕光调查清楚，还原大爆炸的初始状态。

因此，韦伯望远镜配备了高度灵敏的红外线传感器、光谱器等。与哈勃望远镜最大的不同，就是能够在比可见光更长波段的红外线波段观测，由于红外线能够穿透宇宙尘埃，加上主镜直径是哈勃望远镜（后面简称“哈勃”）的2.7倍，采光面积是哈勃的6.5倍，因此韦伯的观测能力是哈勃的100倍。

这个能力有多厉害呢？有人比喻可以清晰地辨认40公里以外的一枚硬币。这个比喻当然并不很严谨，如果说韦伯比哈勃强100倍的话，那么难道哈勃就只能看清400米远的一枚硬币？

韦伯发射后在太空已经受到6次微陨石撞击，其中最后一次被认为超出设计忍受的撞击预期，人们很担心将会影响观测和图像。但北京时间7月12公布出来的图像依然让人惊艳，与哈勃极端深空视场，简称哈勃极深场图片对比，差距立现。

据称，一粒沙粒放在指尖手臂伸直遮挡的这样一小块天区，韦伯就拍摄出了上千个星系，最远的星系距离我们135亿光年；而哈勃原先同位置拍摄的天区星系则少了许多，且清晰度完全不是一个量级。（见上图）

这让许多天文学家们欣喜若狂，更多的宇宙之谜将要揭开。难怪美国总统都等不及原定发布时间，而提前一天举行了发布会，正副总统罕见的同时出席。发布的那些比哈勃清晰度高出很多的图片，让大家悬着的心放了下来，100多亿美元总算没有白白扔掉。

发布的这些图片只不过是韦伯小试牛刀，真正聚精会神的观测还没有开始。而观测系外行星则只是搞了点副业，但这一瞥还真惊世骇俗，竟捕捉到了行星大气，预示着可以通过分析行星大气，得出那个星球有没有生命存在！

天文学家们如何寻找系外行星？

自从上世纪开启了航天新时代，科学家们就一直希望找到地外生命甚至地外文明。在人类还无法看清附近行星的时候，曾经凭着观测到的一些蛛丝马迹，产生过许多幻想，如金星人、火星人等。

其实早在远古时代，人们就幻想过距离我们最近的一个星球~月球上有生命存在，中国古代一直传说着美女嫦娥就住在月球的广寒宫里。上世纪对月球的无人探测和载人登月活动，让流传几千年的神话破灭了，月球不但没有人，连大气也没有，一根生命之毛也不存在。

于是人们的目光转向了距离我们最近的金星和火星，通过望远镜，可以依稀看到金星浓密的大气，火星上有蛛网式的沟壑。于是人们猜测金星上有金星人，火星上有火星人，火星上那些沟壑是火星人建造的人造工程，从规模看，能做出如此巨大的人造工程，那里的文明程度比人类强大多了。

随着后来一次次行星探测活动，让这些幻想一个个破灭，不但金星和火星没有发现生命，就是在整个太阳系大大小小的行星、矮行星、卫星上，也没有找到任何生命的证据，但科学家们并没有死心，依然孜孜不倦的在认为可能存在生命的土卫六、木卫二、火星等星球上找着。

但有一点似乎早就成为科学界的共识，就是太阳系不可能存在地外高级生命，即便那几颗星球真的有生命存在，也是极其低级的菌类生命。于是科学家们早就将目光转向了太阳系外，开始大范围搜索地外行星。

经过几十年的努力，通过开发一系列越来越先进的望远镜，现在已经发现了5000多颗系外行星。这些发现证明了一个事实，恒星普遍有行星相伴。但这些行星上有没有生命或文明呢？到现在还没有任何有价值的线索。

但迄今为止，所谓的“发现”，并非真实地“看”到或看清了那些行星，说穿了，绝大多数只不过是“感觉”到了那里有行星的存在而已。这是因为人类现在的观测能力相对广袤的宇宙，实在还太渺小了，即便最强大的望远镜也还无法看清距离我们最近的恒星，只能看到一个亮点，更别说比恒星体积小数万乃至数十、数百万倍的行星了。

现在用望远镜观测一颗恒星周围有没有系外行星，采用的主要方法叫凌星法，也叫掩星法。就是当一颗行星夹在我们看这颗恒星视线的中间时，这颗恒星就会出现遮光现象，就是光度会发生一点点变化，并且会周期性呈现。

通过这点光变现象，再通过一些其他的辅助方法，科学家们就能够大致确定这是不是一颗行星，并计算出这颗行星质量有多大，距离恒星有多远，公转周期有多长。然后再通过视向速度法、微引力透镜法等一些其他方法，主要是通过多普勒效应和引力定律，通过行星与恒星之间的运动变化来确定行星的数据，这里就不多作解释了。

在5000多颗行星中，也有极少数是通过直接成像法观测到的，但这些所谓“成像”也就是个把像素大小的模糊光点，一般还是通过非可见光如红外光谱来捕捉获取。这些被直接观测到的行星现在已经超过了100颗，都是一些巨大的气态行星，大部分是比木星质量要大数十倍。

这样，这些已发现的行星到底是个什么样子，上面有没有生命迹象，就更是靠猜了。

那么韦伯又是如何来确定系外行星上有没有生命呢？

韦伯望远镜是迄今观测能力最强的望远镜，可以看清楚40公里外的一枚硬币。但宇宙太浩渺了，即便距离我们最近的恒星，4.3光年距离的比邻星，如果缩小为硬币，其距离也远远不止40公里，动辄都相当上千公里上万公里以上的硬币了。

因此要看清一颗行星依然还只是奢望。不过韦伯有自己的一些本领，刚刚睁开眼睛一瞥，就捕捉到了一颗距离我们1000多光年行星的大气光谱。其实在此之前，韦伯的老前辈哈勃就已经分析过许多系外行星大气，并在2013年获得了一颗行星有水存在的明确信号。

但哈勃观测到的信号还是很模糊和信息量极少的，韦伯就是在哈勃观测的基础上，进一步坐实这些证据。

WASP-96b是距离我们1150光年早已被发现的一颗气态巨型星，其质量约为木星的一半，直径比木星还大，为木星的1.2倍，坐落在南天星座的凤凰座内。这颗行星距离它自己的太阳（恒星）很近，只有约643万公里，只是水星距离太阳约九分之一，公转周期只有约3个半地球日。

韦伯对准WASP-96b观测了6.4个小时，用近红外呈现无缝隙光谱仪（NRISS）测量了这颗行星0.6~2.8微米波段光线的光度变化和透射光谱，揭示了以前隐藏在大气层里的某些细节，即显著的有水特征、雾霾的迹象以及云的证据，这些在以前的观测中并不肯定甚至认为不存在。

其实，韦伯也并没有看清那颗星球是什么样子，但通过红外波段观测，得到了大气中的光谱数据，研究人员就可以通过分析这些光谱，得知这颗星球的大气由哪些成分组成，各自的丰度（含量比例）如何。

有生命的星球和没有生命的星球大气组分是有不同特征的，某些元素只有生命在新陈代谢时才有可能产生，而这些与生命有关的成分会在大气中表现出来，这就是被生命改造过的大气，会呈现出生命的特征，如大气中的氧气和甲烷等等。

地球上的植物和藻类，由于光合作用的叶绿素和其他色素会捕捉某种特定波长的光，从而改变大气的颜色，韦伯通过敏感的红外相机能够敏感地捕捉到这些不同颜色的光谱，如果某个星球发现标志着叶绿素存在的光谱，就预示着具有生命存在的典型证据。

当然，像WASP-96b这样的行星是不太可能存在生命的，韦伯这次只是练练手，给了科学家们一个好兆头。在现在已经发现的5000多颗系外行星中，更有可能存在生命的类地行星约占4%，也就是有200多颗，其中所谓宜居行星，也就是距离恒星不远不近有可能存在液态水的行星有数十颗。这些才是韦伯未来观测的重点。

如距离我们仅有39光年的TRAPPIST-1e，是一颗和地球差不多的行星，在未来的几个月，韦伯将把镜头对准它。TRAPPIST-1是一颗光谱类型为M的红矮星，其行星系统是一个很有意义的特殊系统，竟然至少有7颗类地行星，其中有3颗在所谓宜居带！

因此观测这个行星系统，将很可能发现生命的存在！由此，科学家们充满了希望。如果真的发现了地外生命，将是人类对宇宙和生命认识的一个巨大的突破，科学研究将进入一个全新的时代，这对于不断追求新发现的科学家们来说，是一个多么大的诱惑啊。

所以，韦伯望远镜在遥远的深空睁开眼睛看宇宙，具有划时代的意义，整个科学界都在关注着它每天的新发现。对此各位怎么看？欢迎讨论，感谢阅读。

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