在寻找地外生命的过程中，天体生物学家面临着一个难题：在宇宙其他地方寻找生命时，他们应该撒多大的网？

毕竟，科学家们对地球上的极端环境感到震惊。因此，不难想象宇宙中可能充满了意想不到的东西。然而，由于人类星际旅行更多的是科幻而非现实，研究人员受到目前可获得的生命技术和知识的限制。但这并不意味着他们不能发挥创造力。

确定终身候选人

在天体生物学中，一种确定系外行星是否支持地外生命的流行技术涉及通过凌日方法分析行星的大气层。从地球的角度看，当一颗遥远的恒星从系外行星后面经过时，星光会在进入我们的仪器之前穿过系外行星的大气层。使用光谱仪，天文学家可以将过滤后的星光分离成其组成成分。分析由此产生的发射光谱可以为天文学家提供外星世界大气中可能存在的化学物质的详细记录。

以这种方式研究系外行星大气的天体生物学家正在寻找他们所称的生物信号，或过去或现在生命的化学证据。既然我们知道地球上的某些生物过程会在我们的大气层中留下化学痕迹，如果我们能够在其他行星的大气层中找到这些痕迹，那么我们就有充分的理由相信生物居住在其他星球上。

目前，凌日方法主要用于分析在其宿主恒星附近轨道运行的巨大热行星。这是因为它们更容易被发现和确认，因为这些所谓的热木星比更小、更遥远的轨道世界更频繁地阻挡更多的星光。

但热木星不太可能是适合生活的地方-至少是我们所知的生活。为了充分认识凌日法在探测可能支持生命的行星方面的潜力，天文学家必须寻求改进我们探测和分离系外行星发射光谱的技术。

幸运的是，美国航天局提出的FINESSE任务、欧洲航天局提出的系外行星光谱任务以及最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将为科学家提供许多新的地外生命潜在家园，并为他们提供分析系外行星发射光谱的能力。然而，在探测外星生命的生物信号方法中存在某些问题。

假设的问题

一些天体生物学家认为，我们应该对外星生物可能与我们所知的生命非常不同的可能性持开放态度。一个实体是地球上的有机体的最基本标志之一，它产生二氧化碳或水作为呼吸或光合作用的产物，可能不适用于宇宙其他地方生命的普遍指标。就连我们对地球上生物信号的理解也仍然模糊不清，外来代谢过程的发现可以证明这一点。关于天体生物学家如何区分表明存在生命的外星大气层的化学成分和不表明存在生命的化学成分，这是一个持续的争论，因为我们不能假设外星生命将产生地球上生物的相同生物信号。

因此，如果确定宇宙中生命的参数目前太窄，如果我们不一定知道我们在寻找什么，我们如何寻找地外生命？

根据普林斯顿大学哲学家大卫·金尼（David Kinney）和搜寻外星智能（SETI）的首席研究员克里斯托弗·肯佩斯的说法，我们应该关注具有最奇怪大气层的行星。

奇怪的同床

相对于具有代表性的样本，具有特殊大气的行星应该被视为最有可能存在外星生命的环境。“异常”的参数应依赖于数据，而不是基于可能以地球为中心的生命假设。

“从概念上讲，宇宙中所有我们想描述为活着的东西之间一定有一些共同的线索，”Kinney说，他是这篇论文的共同作者，该论文发表在6月22日的《生物学与哲学》杂志上，概述了他们的理论。

金尼和肯佩斯放弃了线程必须是化学的假设，希望避免一些常见的陷阱，即模仿生物过程的非生物过程。“在系外行星研究中，人们发现产生候选生物信号气体的非生物机制已有很长的历史，”Kinney说。“我们的方法通过说‘让数据告诉我们什么是异常的’，稍微绕过了这个问题。”

不过，他们的论点确实基于几个核心假设。首先，给定的系外行星样本可以在统计上代表宇宙中的所有大气。虽然已确认超过5000颗系外行星候选者，但科学家估计仅银河系内就有数千亿颗行星。它还假设在这组可观察到的系外行星上的生命是罕见的，并且生物往往会在它们居住的行星上留下生物特征。

尽管这些假设中的每一个都可能受到质疑，但如果行星的化学成分不寻常，那么这种不寻常成分的一个可能原因是该行星上存在生命。他们的方法的基础来自于2016年发表在《天体生物学》上的一篇论文，其中列出了大约14000种可能以气体形式出现在系外行星大气中的化合物。“我们论文的一个关键结论是，当科学在深度不确定性的条件下进行时，科学家通常必须愿意进行推测，”肯普尔斯说。“也就是说，他们必须准备好做出超出数据范围的假设，然后探索这些假设的后果。无论发现什么，都很可能无法验证这些初始假设，但这种方法仍然可以带来非凡的突破。”