北京師範大學天文系 宇宙之美科普團隊 張同傑
Business Insider雜誌母公司Axel Springer的執行長Mathias Döpfner近幾天與特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)會面時馬斯克談到了他的太空探索的宏偉計劃：在我們的地球文明被自己的無可阻擋的先進技術毀滅之前移民火星，將地球文明延續至整個太陽系，以至於其他恆星系統，最終葬在火星上。馬斯克的計劃也並非空穴來潮和天馬行空， 因為過去的2020年三個火星探測器已經踏上飛往火星的征程，即中國的“天問一號”、 阿聯酋的“希望”號和美國NASA“毅力”號(Perseverance)火星探測器。毅力號火星探測任務的最重要任務就是尋找火星曾經存在生命的痕跡，相當於去火星對外星生命進行“考古”探測研究(https://www.bilibili.com/video/BV1x5411a7kL/)。
宇宙中的生命包含低階生命和高階生命。低階生命是最簡單的生命形式如微生物等。有機分子，例如氨基酸、糖和蛋白質等，則是所有型別生命的物質基礎。20世紀60年代天文學四大發現包括星際有機分子。這個領域的研究已經發展成了一門學科，即天體生物學 (Astrobiology：中英文影片https://www.bilibili.com/video/av58276308/）。“毅力”號主要任務就是在火星上研究天體生物學。2020年天體生物學家在金星大氣層中發現了磷化氫（PH3），它視為“生物標誌”即可能存在著生命（低階生命）的跡象，文章在Nature上發表（文獻[1]）。這是首次在地球以外發現了比有機分子更高一級的低階生命微生物的存在，但是又科學家在質疑這個結果的可靠性，因此還不能定論！
磷化氫（PH3）分子示意圖(圖片來自美國國家地理雜誌網站)
在今年1月26日即將出版新書《天外來客：地球以外智慧生命的第一個跡象》（Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth）書中重申加拿大天文學家Robert Weryk2017年10月19日在夏威夷Haleakala天文臺透過Pan-STARRS天文望遠鏡發現的天外來客 “奧陌陌Oumuamua”可能是地外文明“光帆”的一部分（文獻[2]）的美國哈佛大學天文系主任亞伯拉罕·勒勃(Abraham Loeb)在《國際天體生物學雜誌(International Journal of Astrobiology)》發表系外行星存在地外文明的理論文章（文獻[3]）。他是國際天天物理界著名天體物理學家，研究領域從宇宙學、黑洞和系外行星等，一直到地外文明，領域極其廣泛。2017年他同樣在《天體物理雜誌》(Astrophysical Journal Letters)發表文章（文獻[4]）指出，快速射電暴（Fast Radio Burst，簡稱FRB）就是外星人制造的用於驅動星際航行的光帆洩露的能量。以至於2019年加拿大CHIME在英國《自然》（Nature）發表觀測到重複快速射電暴後，被一些國外媒體如英國《衛報》報道稱發現了外星人訊號。實際上，地外文明的訊號搜尋和證認過程是極其複雜的，一旦由科學家發現可疑訊號，還要經過其他不同科學家的相互印證才能夠向全世界釋出。
NASA“毅力”號（Perseverance）除了繼續此前火星的任務，即探測當前火星生命存在的證據，如水和有機物等同時，它更重要的使命是搜尋火星上曾經存在生命的證據。“毅力”號預計2021年2月18日在傑澤羅隕石坑 （Jezero crater）登陸，它在登陸點發現遠古微生物存在跡象的可能性很高。
傑澤羅隕石坑（Jezero Crater） 。圖片由美國火星勘測軌道探測器拍攝。
大約幾十億年前，傑澤羅隕石坑曾經是一個大湖。火星上有很多隕石坑都可能是古湖泊，但是不是所有的隕石坑都有證據表明確實曾經是湖泊。傑澤羅隕石坑與眾不同，它有一個流入河流和一個留出河流，這意味著它曾經存在水，因此傑澤羅隕石坑確實是古湖泊。另外在傑澤羅隕石坑內觀測到了火星上最完整的三角洲沉澱物（下面小圖中藍色部分），這是微生物最適合生存的地方，也是儲存這些微生物的極佳地點。傑澤羅隕石坑在火星上是獨一無二的，除此之外找不到如此獨特完整的湖泊系統包含如此完整的三角洲地帶和多樣化的沉積礦物質。
傑澤羅隕石坑（Jezero Crater）三角洲。圖片由美國火星勘測軌道探測器拍攝。
因此，此次NASA“毅力”號（Perseverance）火星探測器將有可能首次探測到地外生命（低階）存在的證據（如果在金星大氣層中發現了磷化氫（PH3）存在疑點），這表明即使在太陽系中我們也不孤獨，這將大大推進了我們地球人類探索地外文明的步伐。
參考文獻：
[1]. Nature Astronomy, 10.1038/s41550-020-1174-4， arXiv:2009.06593
[2]. The Astrophysical Journal Letters, 868:L1 (5pp), 2018 November 20.
[3]. International Journal of Astrobiology 17 (2): 116–126 (2018)
[4]. The Astrophysical Journal Letters, 837:L23 (5pp), 2017 March 10.