作者莎拉·佩林，洛桑联邦理工学院 信用:CC0公共领域 遥远的星球上有生命吗？天文学家试图找到的一种方法是通过分析从行星大气中散射出来的光
其中一些来自它所围绕的恒星的光，已经和它的大气发生了相互作用，并为它所包含的气体提供了重要的线索
如果检测到像氧气、甲烷或臭氧这样的气体，这可能表明存在活的生物体
这种气体被称为生物标志
来自EPFL和罗马托尔·维格塔大学的一组科学家开发了一个统计模型，可以帮助天文学家解释寻找这些“生命迹象”的结果
“他们的研究刚刚发表在《国家科学院院刊》(PNAS)上
自从第一颗系外行星——一颗围绕太阳以外的恒星运行的行星——在25年前被发现以来，已经有超过4300颗被确认
这个列表还在增长:每两三天就会发现一个新的
迄今为止发现的大约200颗系外行星是地球上的，这意味着它们主要由岩石组成，就像地球一样
虽然这不是一颗行星能够容纳生命的唯一要求——它还需要有水，并且离太阳有一定的距离——但这是天文学家用来集中搜索的一个标准
在未来的几年里，利用气体光谱学来探测行星大气中的生物标志将成为天文学中越来越重要的元素
这一领域的许多研究项目已经在进行中，例如2019年12月进入轨道的CHEOPS系外行星搜寻卫星，以及计划于2021年10月发射的詹姆斯-韦伯光学望远镜
从一个未知开始 虽然在探测系外行星生物特征方面取得了很大进展，但仍存在几个问题
这种研究的含义是什么？以及应该如何解读结果？如果在一个星球上只检测到一个生物签名呢？或者，如果没有检测到生物特征，我们应该得出什么结论？这些问题正是EPFL-托尔·维格塔的科学家们试图用他们的新模型来回答的
他们的工作从一个新的角度解决了这个问题
传统上，天文学家根据我们对地球上生命和生物进化的了解，在另一颗行星上寻找生命
但是通过他们的新方法，科学家们从一个未知开始:我们银河系中有多少其他行星有某种形式的生命
他们的模型综合了一些因素，比如银河系中与太阳相似的其他恒星的估计数量，以及有多少地球行星可能在离这些恒星可居住的距离内运行
它使用贝叶斯统计——特别适用于小样本——根据检测到的生物特征数量(一个、几个或根本没有)来计算银河系中生命的概率
“直觉上，如果我们在另一个星球上发现了生命，这是有道理的，因为银河系中可能还有许多其他具有某种生物的星球
但是有多少呢？托尔·维加斯物理系的天文学和天体物理学教授阿米迪欧·巴尔比说
“我们的模型将直观的假设转化为统计计算，让我们准确地确定这些数字在数量和频率方面的含义
" “天文学家已经使用各种假设来评估给定星球上生命的可信度，”克劳迪奥·马尔迪说，他是EPFL复杂物质物理实验室(LPMC)的科学家，也是罗马恩利克·费密研究中心的成员
“因此，我们的研究目标之一是根据未来几年将收集的新数据，开发一种方法来衡量和比较这些假设
" 从一个星球传播到另一个星球 鉴于在不久的将来可能会检查的行星数量很少，并且假设任何一颗行星上都将独立出现生命，EPFL-托尔·维格塔的研究发现，即使只检测到一个生物标志，我们也可以以超过95%的概率得出结论，银河系中有超过10万颗有人居住的行星——超过脉冲星的数量，脉冲星是一颗大质量恒星在其生命结束时爆炸时产生的物体
另一方面，如果没有检测到生物特征，我们就不一定能断定银河系的其他地方不存在其他形式的生命
科学家们还研究了胚种学说，该学说认为生命形式可以从另一个星球上继承下来，而不是在一个特定的星球上独立出现，例如通过彗星携带的有机物或微生物，或者在邻近的星球之间传播
这意味着，一颗行星上生命的概率还取决于它离其他行星有多远，以及各种生命形式——其物理特征可能与我们熟悉的生命形式极其不同——能够抵抗太空旅行的极端条件并适应新行星的难易程度
考虑到胚种会改变银河系其他地方有人居住的行星的推断数量
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