探寻地外生命新理论:可将范围缩小至地球凌日区

德国马克斯-普朗克研究所科学家雷恩-赫勒尔曾经在加拿大麦克马斯特大学工作过。当时，作为博士的赫勒尔就已经与拉尔夫-普瑞兹教授合作研究这一课题。赫勒尔和普瑞兹的研究成果提出了几种可以保证外星生命成功发现地球生命的方式。在此前搜寻外星生命的过程中，天体生物学家大多把研究的重点放在目标行星或卫星上，而这些行星或卫星距离我们太过遥远，用现有的天文望远镜根本无法直接发现外星生命。因此，赫勒尔和普瑞兹通过监测它们出现在各自主恒星前方时留下的阴影来研究这些星球。

地球凌日区的结构示意图。黄色圆形区域代表太阳，而蓝色区域代表地球(未按大小比例)。

普瑞兹介绍说，“我们所使用的方法就是所谓的 凌星法 ，即在行星横越自己的主恒星时，再对它们进行探测。这毫无疑问也是最简单、最直接的方法，可以实际用于发现一颗行星上的生命存在与否及行星的大小。”当一颗行星飞越自己的主恒星盘前方时，这颗被观测的主恒星的亮度会降一些。通过测量主恒星亮度的变暗程度，科学家就可以收集到许多有价值的信息，甚至可以不需要直接看到那些行星。两位科学家表示，“证明目标行星上是否有生命存在，是一项非常复杂和困难的任务。但是，一旦某颗行星被发现是与地球相似的岩质行星，那么通过凌星法对这颗候选行星进行观测，就可以获取令人感兴趣的大气层信息。”

为了验证某颗行星是否可以作为探索目标，科学家首先需要了解的是，这颗行星是否可以支持我们所理解的生命的存在。赫勒尔解释说，“你可以对主恒星的光线穿越行星大气层的情况进行分析，看大气层中是否包含与生命有关的分子的痕迹。”两位科学家表示，人们应该将搜寻范围集中于“地球凌日区”。这是一片狭长的太空区域，如果确实有外星生命存在其中，那么它们就有可能看得到地球横越太阳前方。

科学家认为，地球凌日区中可能存在大约10万个潜在目标恒星，这些目标恒星都有可能被生命宜居的行星或卫星环绕。“如果你能够对这些恒星进行仔细观测，凌星法是不可忽略的。因此，如此你是地球凌日区的一名观测者，只要在数千光年范围内，你也很容易发现地球。”普瑞兹表示，“很明显，我们无法预测其它可能的系外观测者是否也在寻找类似地球上的智慧生命。但是，这项研究所采用的方法已经证明了它本身就是最简单、最有效的方法。”赫勒尔补充道，“如果这些行星上拥有智能观测者，那么它们可能早已将地球认定为宜居甚至是生机勃勃的世界。”

为了探寻地外生命，科学家们正在进行各种尝试，包括向外发送地球信息以及探测各种发自外星的信号。赫勒尔目前正参与德国马克斯-普朗克研究所的一项旨在探测地外行星的“柏拉图”计划。普瑞兹表示，“作为理论家，我们非常有兴趣评估和测量我们所提出的地球凌日区中的大量资源。当然，全面的测量和调查需要大量的观测时间。”两位科学家认为，如果将搜寻目标聚焦于地球凌日区，那么“突破聆听”计划能够将成功概率最大化。所谓的“突破聆听”计划也是一项外星智慧生命的搜索行动计划。2015年，俄罗斯富豪尤里-米尔纳投资创立了“突破聆听”计划，用于搜索宇宙中智慧生命的存在证据。