虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜两年前才发射升空，但美国宇航局已经把目光投向了下一代旗舰太空望远镜，即可居住世界天文台(hho)。虽然新仪器仍处于规划阶段，可能至少在十几年内不会真正发射，但天文学家已经对它的潜力感到兴奋。这架新望远镜可能最终会揭示太阳系以外的世界是否存在生命。
美国宇航局华盛顿总部天体物理学部主任马克·克拉平(Mark Clampin)说，任何在系外行星上发现生命的发现都将是“人类的关键时刻，因为我们最终将知道，我们在宇宙中并不孤单。”系外行星是一颗围绕太阳以外的恒星运行的行星。
宜居世界天文台最初是作为美国国家科学院2020年天文学和天体物理学十年调查的一部分提出的，这是一个十年路线图，概述了天文学界最重要的目标。与韦伯主要收集红外光不同，hho将在可见光和紫外光下工作，以避免复制其他望远镜的功能。但who和韦伯将有一些共同点:它们将是“邻居”，新仪器最终将在所谓的L2拉格朗日点(L2 Lagrange point)上占据一个位置，从太阳上看，这是一个位于地球“背后”约93万英里的稳定位置。然而，与韦伯不同的是，宜居世界天文台的设计将使其能够在未来由机器人提供服务——从长远来看，这可能会延长其任务的持续时间，并降低成本。望远镜的实际预算将由国会决定，但十年调查显示，这个数字约为110亿美元。如果获得资金，世卫组织将在本世纪30年代末或40年代初的某个时候启动。
研究系外行星的主要挑战是，来自主恒星的光压倒了从行星表面反射的微弱光。标准的解决办法是使用一种叫做日冕仪的设备。位于望远镜内部的日冕仪被设计用来阻挡恒星发出的光，这样就可以记录附近行星发出的较弱的光。韦伯有一个日冕仪，事实上，它已经拍摄了几颗系外行星，但它缺乏拍摄类似地球的小型岩石世界的能力。
科学家们真正想要寻找的是在所谓的“宜居带”内围绕其主星运行的类地行星——也就是说，这些行星的温度足以让液态水存在于其表面。要对这些微小的星球进行直接成像，光靠日冕仪是不够的。这是因为光的波动性质意味着来自主星的一些多余的光总是会溢出日冕仪，从而降低图像的质量。为了抵消这种影响，hho将需要比韦伯望远镜性能更好的精密光学系统。新的望远镜将采用能够实时自动轻微变形的反射镜，以最大限度地减少通过日冕仪的杂散光的影响。Clampin说，这需要将镜子表面的位置控制在几十皮米以内。一皮米是一米的万亿分之一，比一个典型原子的直径还小。这项技术已经被开发用于另一项任务——南希·格蕾丝·罗马太空望远镜，这是一种用于研究宇宙结构和暗能量的红外望远镜，将于本十年晚些时候发射。
但宜居世界天文台不仅仅是记录图像。新仪器的主要目标之一是使用光谱仪将来自这些遥远星球的光分解成光谱，然后可以分析与行星大气中某些化学物质相关的特定信号。其中一些化学物质被称为生物标志物，可能表明火星表面有生命存在。
作为生物标志物的一个明显的竞争者是氧气的存在。但是，专门研究系外行星的马里兰大学天文学家伊丽莎·肯普顿(Eliza Kempton)解释说，氧本身并不能自动指向生命。她说:“即使没有生命存在，你也可以通过基本的化学反应在大气中产生大量的氧气。”
康奈尔大学的天文学家Lisa Kaltenegger说，一个好的策略是专注于特定的气体组合，比如氧气和甲烷。然而，识别一个信号作为生命的迹象是很棘手的，因为这两种气体也可以用非生物过程来解释。例如，火山和热液喷口可以产生甲烷，辐射可以分裂水分子，产生氧气。然而，发现一颗同时存在甲烷和氧气的行星表明，在这颗行星的表面发生了一些事情，使这两种气体的供应不断更新。在我们的星球上，植物产生氧气，而动物产生甲烷。
发现甲烷和氧气的这种结合并不是轻而易举的事，但它肯定会引起人们的惊讶，同时也是康奈尔大学卡尔萨根研究所主任的柯廷安说。“如果你在它的宜居带内有一颗行星，然后你看到氧气和甲烷的结合，我会说，好吧，除了生命，我们没有其他解释。”
水也可能是一个重要的线索——但是，就像氧气一样，水本身是不明确的。水和其他关键气体的结合——可能在系外行星的大气中以水蒸气的形式被探测到——将是生命存在的最有力证据。
如果天文学家在一颗系外行星上发现这样的信号，那将是一个改变游戏规则的发现，柯廷安说。“如果我们发现了另一颗有生命迹象的行星，那就告诉你宇宙中充满了生命。至少对我来说，这将彻底改变我的世界观。”
和天文学家一样兴奋的是，他们也敏锐地意识到，地球外存在生命的迹象在过去被夸大了，只会让公众失望。上世纪90年代的人可能还记得著名的“火星陨石”，据说它含有微生物化石，或者最近有人声称，在金星的大气中发现了可能与生命有关的化学物质磷化氢。最终，这些说法和其他许多说法都站不住脚。
肯普顿警告说:“有一些大的说法听起来像是，哇，我们在地球之外发现了生命。”“因此，在这一点上，科学界的一个大目标是找出如何正确地分享信息。我们不希望人们认为，‘哦，我们找到了生命’，然后我们不得不把它拉回来。”
尽管如此，她仍然相信，这项探索的风险是如此之高，非常值得追求，而像宜居世界天文台这样的望远镜可能是我们解决一些古老问题的最佳选择。“生命在地球上的宇宙中是否只出现过一次，我们是如此幸运和惊人的特别?”肯普顿说。“或者这是通过在许多行星上展开的自然过程定期发生的，那里有各种各样的生命?”
可以肯定的是，如果我们真的在地球之外找到了生命，那它更有可能是某种黏糊糊的类似藻类的生物，而不是我们可以交谈的任何东西——毕竟，在第一批哺乳动物出现之前，藻类和细菌在我们自己的星球上繁荣了数十亿年。即便如此，这样的发现也将使我们在宇宙中的地位有了新的认识。“谁没有在某个时候仰望夜空，然后想:我们是孤独的吗?”Clampin沉思道。“外太空还有其他生命形式吗?”
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