如果你正在寻找一本关于寻找外星生命的手册，你很幸运。
这一领域的一些主要专家，包括加州大学河滨分校的一个研究小组，撰写了一系列关于过去、现在和未来寻找其他行星生命的综述论文。发表在《天体生物学》杂志上的论文代表了美国国家航空航天局(NASA)协调的研究网络——系外行星系统科学联盟(NExSS)和美国航空航天局(NASA)天体生物学研究所(Astrobiology Institute)两年的研究成果。
科学家们已经发现了超过3500颗围绕着其他恒星的行星(被称为系外行星)，在未来的几十年里还将发现更多的行星。其中一些是岩石和地球大小的行星，它们位于恒星的宜居带，这意味着液态水——可能还有生命——的存在既不太热也不太冷。
这五篇论文将为科学家们在未来的望远镜观测中收集的数据中寻找生命迹象提供参考。
“在不到30年,我们已经从不知道太阳系外行星的存在能够查明潜在的宜居行星和收集数据,将使我们寻找生命的签名,“Schwieterman爱德华说,加州的一位博士后研究员地球科学和作者在本系列的第一篇论文。这些进步提供了前所未有的机会来回答这个古老的问题:“我们是孤独的吗?”但同时，我们也需要谨慎前行，开发出稳健的模型，让我们能够在高度确定的情况下寻找和识别生命。
Schwieterman的论文回顾了天体生物学家先前提出的三种生物标记，它们都是其他行星上生命的标记，因为系外行星围绕着我们无法亲自到达的遥远恒星运行，所以必须远程探测到它们。标志包括:
气态生物特征:可以在大气中探测到的生命副产品，如地球上光合作用产生的氧气。
地表生物特征:由生命引起的行星表面光吸收和反射的变化，如植物在光合作用中吸收红光而反射未被利用的红外光时产生的红色边缘。
时间生物特征:气体或表面生物特征的随时间变化，如在不同季节发生的地球大气的生物调节变化。
Schwieterman是UCR nasa资助的另类地球天体生物学中心的一部分，该中心是一个跨学科的团体，通过深入探索地球上45亿年的动态历史，正在为其他星球上的生命开发一个“搜索引擎”。尽管在大气成分和气候方面有天壤之别，但地球历史的不同章节有一个共同点:海洋中充满了丰富多样的简单而复杂的生命。
“我们正在利用地球来指导我们寻找其他星球上的生命，因为它是我们已知的唯一例子，”生物地球化学杰出教授、替代地球天体生物学中心主任蒂莫西·莱昂斯(Timothy Lyons)说。“但地球实际上给我们提供了多种多样的可能性。我们没有拘泥于对当今生命的研究，而是利用地质和地球化学分析来研究地球上数十亿年的生命生存、进化和繁荣，其生存条件与今天的地球非常不同，因此才有了“替代地球”的概念。
Schwieterman的评论概述了寻找遥远星球上生命的复杂性，包括被称为假阳性和假阴性的现象。“使用生物标记寻找生命并不像寻找单个分子或化合物那么简单。”例如，大气中的氧气可能是生命的迹象，但是有许多非生物的方法可以在系外行星上产生氧气。相反，在没有氧气的情况下，生命是有可能存在的，就像地球上早期的生命或者今天的海洋一样。”Schwieterman说。“这是基于诸如大气季节性等动态现象的时间生物特征，在某些情况下可能更强的生物特征。”
本系列的第二篇论文描述了更多关于自然如何欺骗科学家，让他们认为一个没有生命的星球是活着的，反之亦然。第三和第四篇论文提出了新的研究，将我们的生物签名概念扩展到与过去或现在地球截然不同的无数宜居星球。最后一篇文章讨论了如何将通过生物签名搜索生命的方法纳入望远镜和任务设计中。
除了Schwieterman和Lyons，地球科学的研究生Stephanie Olson也参与了这项研究。该研究小组与乔治亚理工学院助理教授、加州大学洛杉矶分校领导的替代地球天体生物学研究小组成员克里斯托弗·赖因哈德(Christopher Reinhard)共同对该系列的其他几篇论文做出了贡献。
Schwieterman说:“这些论文一起突出了UCR对外星生物特征的理解和对仪器设计的影响。”
“这些贡献将为来自不同领域的人们提供一个切入点，他们感兴趣的是如何为寻找太阳系之外的生命做出贡献。”