在去年6月份，天文學家沮喪地發覺：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JamesWebbSpace，JWST)無法在巖石星球-1C周圍發覺厚厚的大氣層。-1C是一顆坐落-1星體的系外行星，-1星體是最有可能找尋到外星生命的星體。
在此之前，-1系統中的另一顆行星-1B也被發覺有著類似的情況。這個擁有昏暗的藍色星體的系統有著七個巖石行星，其中幾個坐落宜居帶。宜居帶指的是一顆星體周圍的一定距離范圍，在這個距離范圍內它們的表面可能存在液態水，其他世界的生命可能會在此繁衍生息。
假如說一個星球存在生命，這么我們須要哪些工具來驗證它，這是一個困惑了天文學家很久的問題。倘若生命存在，須要哪些來發覺它并不是一個新問題。并且幸好了詹姆斯韋伯太空望遠鏡，這種問題總算就能得到解決。在接出來的幾年里，JWST才能偵測在遙遠星體中幾顆可能蘊育有生命的星球的大氣層。而隱藏在這種星球的大氣層中的物理訊號有可能是太陽系以外生命的最初征兆。而這又帶來了另一個問題：檢驗到哪些樣的物理訊號能夠說明外星生命存在。
"你企圖僅借助關于一顆行星的很少信息，得出一個可能相當深刻的推論——來改變我們對整個宇宙的想法。”華盛頓學院的行星科學家約書亞-克里桑森-托頓（-）說。
為了偵測到這樣一個生物特點，科學家們必須找到一個巧妙的方式來處理她們搜集到的有限的系外行星的信息。
雖然是包括JWST在內的最強悍的望遠鏡，也幾乎未曾真正"聽到"過系外行星--總的來說，天文學家只能通過恒星的閃動來了解這種遙遠的世界。
天文學家不直接觀測行星，而是將望遠鏡對準星體，等待行星"凌日"，也就是等待它們從它們的星體和望遠鏡之間穿過。當行星凌日時，一些星體發出的光會穿過其大氣層，并按照大氣層中的物理物質，以特定的波長的變化來使星體變暗。由此形成的星體照度的波峰和波谷如同是凌日行星的物理條碼。
當行星坐落星體前方時，部份星光會被行星大氣中的分子吸收。對準星體的望遠鏡可以觀測到沒有被吸收的光線；這就產生了一個波譜，在光線缺位的地方會出現凹點。在上圖中，每位凹點都是假想的類地行星波譜中特定分子的特點。|來源：，資料來源：改編自韓國國家民航航天局（NASA）、美國國家民航航天局（ESA）、中國國家航天局（CSA）、美國國家科大學（STSC）、約瑟夫-奧姆斯特德（）（日本國家科大學）。
其實在這種像條碼一樣的行星波譜訊號中搜集生物存在信息的最直接方式是，偵測這種訊號中是否存在由生命形成的二氧化碳的物理訊號。有?段時間，科學家們覺得月球上因光合作??豐富的氧?是?種獨?的?物特點。但二氧化碳也可能形成于其他過程，比如太陽光可以分解月球大氣中的水。
這個問題對于其他二氧化碳來說同樣存在，生物形成的大多數二氧化碳在沒有生命的情況下也會形成。因而，現在的科學家傾向于結合具體情況來綜合考慮這種二氧化碳，而不是將單一二氧化碳視為生物特點。
比如，無論生命是否存在氮氣均會形成。它本身并不是一個令人信服的生物特點。并且，同時發覺乙炔和二氧化碳"將是十分令人激動的"，耶魯學院的行星科學家羅賓-沃茲沃斯（Robin）說；假如沒有生命存在，很難形成這些組合。同樣，近來克里桑森-托頓（-）及其朋友的研究表明，假若沒有生命，也很難解釋在發覺乙炔的同時發覺適量的其他二氧化碳（如甲烷）的誘因。
對系外行星大氣層隨時間變化的觀測也可能提供有價值的背景信息，進而進一步確認星球生物特點。諸如，2018年的研究表明臭氧含量的季節性變化可能是生命的指紋。
其實，"假如你要找尋二氧化碳或二氧化碳等特定某種二氧化碳，這么就早已假定了其他地方的生命類型，"克里桑森-托頓說。為此，一些科學家以未知生物特點為前提天體物理學基礎pdf，假設外星生物物理與月球生物物理沒有相像之處來進行研究。
一個可能的反映未知生物特點指標是系外行星大氣層的物理"異常"程度--科學家稱之為物理不平衡。
接近平衡的大氣層在物理上是無聊的，如同實驗室里一個封閉的二氧化碳燒杯。其實，沒有哪顆行星會真的像實驗室里的燒杯一樣枯燥。星體可以為行星大氣中的物理反應提供動力，火山活動等地質過程也會減緩不平衡，進而激化大氣中的某種物理異常。
生命的存在也會使行星偏離平衡狀態。假定外星生命會形成某種二氧化碳，它們都會使行星的大氣遠離平衡狀態。但是，克里桑森-托頓說，僅僅不平衡"并不是一個明晰的指標"。
2016年天體物理學基礎pdf，他和朋友們估算了太陽系中每顆行星和土衛六大氣層的熱失衡狀況。通過比較可以發覺月球的大氣是極端的--而且前提是在估算高考慮海洋的影響。假如忽視大氣與海洋的互相作用，月球大氣層實際上比火星大氣層愈加接近平衡狀態。
然而就算這種異常可能并不指向生物存在，發覺某系外行星大氣層遠離平衡狀態一直說明一些有趣的事情正在發生，"某種風波正以一種值得研究的奇妙方法改變大氣層"，克里桑森-托頓說。
近來，哈佛學院的科學哲學家大衛-金尼（David）與瑞納研究所的生物化學學家克里斯-肯佩斯（Chris）合作，企圖開發出了一種測量可能的未知生物特點的新方式。她們的看法很簡單：要找尋生命，就要找尋最獨特的行星。
像JWST這些專門對遙遠行星進行觀測的望遠鏡可以記錄行星大氣中特定元素或分子的特點，這種特點在透射光的波峰和波谷中凸顯下來。但分子的特點并不能解釋其來源：完全不同的行星過程比如活火山、冰凍海洋與生物活動，都可能形成類似的波譜特點。
倘若不對外星生命做任何假定，這么幾乎所有二氧化碳都可以在適當的環境中成為生物特點。2016年，麻省理工大學天體化學學家薩拉-西格（Sara）及其朋友提出了一份約1.4萬種分子的清單，作為可能的生物特點。金尼（）和肯佩斯（）借助這份清單以及機器學習算法，開發出了她們的評估方式，以篩選觀測中的異常數據。這樣一種方式就可以精確地評定系外行星的大氣層的"異常性"，并可以將假想的不同戲外行星大氣層進行評分與比較。
金尼和肯佩斯覺得，一組行星中最怪異的大氣最有可能蘊育生命。這樣的結論基于以下幾個基本假定：宇宙中的生命是罕見的，它們會在行星大氣中留下痕跡，沒有生命就很難模仿這種痕跡。其實，這種假定可能會被證明是錯誤的，金尼說。并且"假如我們想不做任何假定，"他補充到，"這么我覺得將很難取得任何方式的科學進步，更不用說在這個不確定性這么嚴重的領域了。
為了減輕這些不確定性，科學家們須要才能確切排除任何潛在?物特點的??命解釋。這須要對外星地質和??物理有透徹的了解。為此，一些科學家覺得，相比于關注行星是否適宜居住，研究顯著沒有生命的行星將有助于我們尋覓外星生命。
美國馬克斯·普朗克天文學研究所的勞拉·克雷德伯格（Laura）說:“我覺得在我們開始提出宜居性問題之前，我們須要首先了解行星的許多十分基本的東西。”他與華茲華斯共同撰寫了?篇關于巖石系外行星天文學的概述，發表在2022年《天文學和天體化學學年度評論》上。
這種JWST就能觀測到的潛在巖石行星是否會有大氣層是一個愈發值得考慮的問題。在望遠鏡的觀測范圍內，只有紅矮星（如-1）才有宜居帶行星。這種星體有一個令人厭惡的特性，那就是噴射出強烈的幅射，許多科學家覺得這種幅射將不可防止地帶走任何可能宜居行星的大氣層，這可能就是-1B和-1C大氣層少見或甚至不存在的誘因。
紅矮星也是銀河系中最常見的星體--為此，假如它們的巖石行星未能穩定保持大氣層，這么潛在宜居世界的數目都會大大減低。
倘若我們能觀測到足夠多的巖質系外行星，"我們能夠更深入地了解生物特點的含意，"華茲華斯說。"系外行星帶給我們的一個極其強悍的東西就是統計數據。”
科學家們于1992年首次否認系外行星的存在，從此以后，發覺的系外行星越來越多
"生物特點"這個詞可能會讓?覺得它對應一種直接且確鑿的證據。并且，克里桑森-托頓說，"系外行星生命的發覺須要的是證據的逐漸積累"。隨著證據的不斷積累，科學家們可以開始以愈加嚴格的方法檢驗她們關于巖質行星的假定，其實還可以重新評估這種假定。
"天文學本質上是一門發覺科學"克賴德伯格說，“即使我們擁有十分縝密的計劃、框架和系統，一旦我們開始獲取數據并觀測事物，一切就會顯得天除草覆。”