事实如此浪漫

我们如何很快找到外星生命?为什么我们可能找不到

没有看到明星:与我们看到的大多数系外行星不同,这四颗围绕恒星HR 8799运行的行星是直接被发现的,而不是从恒星的数据推断出来的。研究人员通过屏蔽这颗恒星极其明亮的光线来实现这一目标,如图中所示。 美国航天局/喷气推进实验室

D尽管系外行星与地球政治相距甚远,但它仍是一个热门话题联合听证会在5月9日的众议院空间和研究小组委员会上。的最近发现三重奏的温带超地这是听证会的动力,但大部分讨论主要集中在未来前景上,即科学家如何以及何时才能了解任何系外行星是否确实存在类似地球的环境,甚至是外星生命。来自美国宇航局这个国家科学基金会,Seti学院所有人都说朝着这些目标稳步前进,尽管他们乐观的预测可以说更多是基于信念而不是事实。现在,推测任何可能适宜居住的系外行星的环境,就像仅仅根据身高和体重猜测一个人的面部特征一样,如果政策或资金没有重大变化,这种情况似乎将在未来几十年持续下去。

这可能令人惊讶的是,考虑到天文学是在Exoplanet繁荣中,额外的黄金时代的黄金时代,以及一系列当前和即将到来的地面和基于空间的项目将确保繁荣持续到未来几年。我们之前学习了以前比以往任何时候都更加了解产卵的形成,分配和演化。哈勃和斯皮兹斯空间望远镜可以粗略地研究选择热,巨型外产的上部大气压,恰好发生在“过境”中,或者在这里看到他们的星星的面孔。的詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)它最早可能于2018年发射照做[pdf]为一些较小、较冷的系外行星拍摄,这些行星围绕附近恒星运行并凌日,同时还拍摄了新生和年轻行星系统的家族照片。尽管开普勒任务即将结束,但它已经在一片天空中发现了近3000颗可能与遥远恒星相交的系外行星,后续的全天空任务称为苔丝应该在2017年推出,寻找更多的过期世界,其中一些人可以通过JWST密切调查。这些只是基于太空的星球上的一些;这里有太多的其他新的和值得的项目在这里列出。

And yet of all the projects, instruments, and telescopes now operating or soon to debut, not one is capable of delivering what the search for extrasolar life most requires: The atmospheric spectra of any potentially habitable planets around a representative sample of the Sun’s neighboring stars. Whenever starlight shines through or scatters off a planet’s atmosphere, the atoms and molecules in the air absorb some of the light, leaving their faint chemical fingerprints. Astronomers can discern these fingerprints by gathering enough of that light to create a rainbow-like spectrum. A planet’s spectrum can help determine whether that world is habitable or even inhabited. The spectral fingerprints of water vapor or carbon dioxide, two powerful greenhouse gases, would signpost a warm, wet, rocky world, and an abundance of oxygen and methane could be evidence of a biosphere of photosynthetic plants and chemosynthetic bacteria. With such tantalizing clues in hand, more in-depth telescopic observations could eventually reveal even more secrets, as across the light-years astronomers map the distribution of lands, seas, and weather patterns of Earth-like alien planets.

这颗系外行星的光谱必须经过精心筛选,从亮度约为1000万到100亿倍的原始星光中分离出来。天文学家已经展示了几种实现这一目标的方法。

尽管这一切听起来很简单,但有一个令人不安的基本事实,很少有行星猎人愿意在厌倦赤字的纳税人面前承认:追求其他生活世界的光明几乎不可避免地将是一项数十亿美元的冒险。

除了各种难以置信在这种情况下,任何可以想象的类似地球的系外行星都将是一个小而暗淡的物体,非常接近其更明亮、更大的恒星。它的光谱必须一个光子一个光子地收集,每一个行星光粒子都要经过精心筛选,从亮度约为1000万到100亿倍的原始星光中筛选出来。尽管这种“星光抑制”听起来很困难,天文学家已经设计并在实验室演示了几种方法来实现它,使用的技术包括冠状摄影术干涉测量法. (见a)这里总结了一些方法更大、更根本的问题是,仅仅从一颗可能居住的系外行星获取光谱是不够的;满足我们对生命的探索,获得一些我们宇宙背景的线索,可能需要在一次空间望远镜任务相对较短的时间跨度内测量数百或数千个世界。要快速、有效地进行这样的搜索,需要一台或多台非常大、非常复杂的抑制星光的太空望远镜,而这些望远镜目前没有资金,公众意识也很低。

我想说的是,除了“非常大”和“非常复杂”,这些望远镜也“非常昂贵”——除了在联邦或国家范围内,情况并非如此。假设开发、建造、发射和运行一个这样的太空观测站需要大约50亿美元,那么有多少明显的对比就摆在眼前了。这比美国政府的开支还少几个星期的军事存在在中东和中亚,或十几个F-22战斗机。作为一个我们每年花费更多的国家巧克力糖。目前的观点不是,我们应该消除防御支出或停止购买糖果酒吧,而是简单地说,我们世界的巨大财富是足够的,以赋予所有人类的无价礼物。我们的政治领导人和慈善亿万富翁应该理解的是,发现其他地球和其他生活超出我们太阳系的其他生活是我们历史上只能发生的东西,以及现在刚刚掌握的东西。只有一个相对微小的公共或私人资金和努力,我们很快就会看到地球上任何人都可以在夜空中仰视一些明亮的明星,并知道那里的世界界可能会向右看。

这难道不值得吗?


李·比林斯(Lee Billings)是一位居住在纽约市的自由撰稿人。50亿多年的孤独,他关于寻找类地系外行星的书,将于今年10月由Current/Penguin出版。


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