怀俄明州拉勒米

系外行星Ross 128b围绕一颗冷矮星运行，其距离可能允许世界上有液态水。图源:M. Kornmesser/ESO

史蒂夫·德施(Steve Desch)看到了系外行星研究的未来，前景并不乐观。他说，想象一下，天文学家使用美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜在地球质量的星球上搜寻生命的迹象．然后想象一下，他们多年来一直在寻找大气中氧气的迹象，然后才意识到那些是地质活动而不是生物产生的假阳性。

德施是亚利桑那州立大学坦佩分校的天体物理学家，他和其他行星猎人于11月13日至17日在怀俄明州的拉勒米会面，以制定更好的方法来探测地球以外的生命。许多人开始认为，宜居性的标准定义——行星表面有液态水——并不是指导系外行星探索的因素。相反，科学家们说，该领域应该专注于探测外星生命的机会如果它存在的话。

德施在会议上对研究人员说:“行星可能适合居住，但没有任何影响。”

事实证明，水世界可能是最不适合寻找生物的地方之一。会议上提出的一项研究表明，一个被海洋覆盖的星球如何会缺乏磷，没有磷，地球上的生命就无法茁壮成长。另一项研究得出结论，如果一颗行星被更深的水淹没，那么它将在地质上死亡，因为它缺乏地球上孕育生命的任何行星过程。

位于相模原的日本宇宙航空研究开发机构太空航空科学研究所的天文学家、系外行星研究员伊丽莎白·塔斯克说:“宜居性不仅仅是发现外星生命形式的特征。”她说，这也涉及到一颗行星的地质和化学物质如何相互作用，从而创造出一个欢迎或敌对的环境，这使得对地外生命的探索复杂化。

冲浪和草皮

天文学家已经记录了数千颗系外行星，其中有十几颗可能适合居住。11月15日公布的最新发现是Ross 128b，距离地球3.4秒差距(11光年)。它类似于科学家们花了几十年时间寻找的目标:一颗地球大小的行星绕着附近的恒星运行，距离可能适合液态水的存在。

这些行星中的大多数都有一些特性，使它们无法成为真正的地球双胞胎。例如，Ross 128b围绕一颗冷矮星运行，而不是类似太阳的宿主。但塔斯克说，科学家们用来对宜居世界进行排名的常用指标，比如它与恒星的相对位置，或者它与地球的相似程度，都是被误导的1．

为了弄清楚如何分配宝贵的观测时间，一些科学家建议瞄准那些像地球一样被认为是海洋和陆地混合的行星。这是因为表面只有水的星球可能没有能够维持生命的关键营养物质——如果它是基于与地球上生命相同的化学物质的话。

亚利桑那州立大学的微生物生态学家Tessa Fisher说:“我们有这样的刻板印象，如果我们有海洋，我们就有生命。”但她最近的研究反驳了这一观点。费舍尔和她的同事们研究了“水行星”表面几乎或完全被足够填满地球海洋五倍的水所覆盖会发生什么。

在地球上，雨水撞击岩石，将磷和其他营养物质冲进海洋。费希尔在拉勒米会议上报告说，如果没有任何暴露的土地，磷就不可能随着时间的推移而丰富水。她说，没有海洋生物，比如浮游生物，可以在地球大气中积累氧气，这使得这种类型的世界成为一个寻找生命的可怕地方。

来源:C. V. Morley et al。预印本:https://arxiv.org/abs/1708.04239 (2017)

扫兴的人

亚利桑那州立大学的地质学家开曼·昂特伯恩说，最潮湿的行星会遇到另一种麻烦，他分析了全球范围内拥有相当于50个地球海洋大小的水的影响。昂特伯恩发现，所有这些液体的绝对重量会对海底产生巨大的压力，以至于行星内部根本不会融化。

行星至少需要一些内部融化来维持地质活动，比如板块构造，并为生命提供合适的地球化学环境。在这种情况下，恩特伯恩说:“水太多是件好事。”

水丰富的世界很容易形成。塔斯克说，许多行星可能是在远离母恒星的地方形成的，在寒冷的温度下，它们可能是由岩石碎片和大量冰结合而成的。如果这样的行星后来迁移到离它的恒星更近的地方，冰就会融化，覆盖在广阔的海洋表面。一些围绕TRAPPIST-1恒星运行的七颗小行星这颗行星距离地球12.6秒差距(41光年)，被认为表面有大量的水2．

塔斯克说，天文学家需要更深入地思考行星是如何随着时间的推移进化的，而不是本能地研究这样的水世界。“我们需要仔细挑选合适的行星，”她说。

詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2019年发射。一旦进入太空，该望远镜将花费大量时间研究潜在的类地行星．研究人员已经开始分析系外行星大气中的氧气、甲烷或其他“生物特征”气体如何在望远镜的视野中出现3.．

拉勒米会议接近尾声时，与会者就科学家是否会在2040年之前在系外行星上找到生命的证据进行了投票。他们并不乐观:47人说不，29人说可以。但更大比例的人愿意打赌，在本世纪50年代或60年代，在另一个世界上会发现生命。

这大概有足够的时间来讨论哪些世界是最好的目标。