在去年6月份，天文学家沮丧地发觉：詹姆斯·韦伯太空望远镜(JamesWebbSpace，JWST)无法在岩石星球-1C周围发觉厚厚的大气层。-1C是一颗坐落-1星体的系外行星，-1星体是最有可能找寻到外星生命的星体。
在此之前，-1系统中的另一颗行星-1B也被发觉有着类似的情况。这个拥有昏暗的蓝色星体的系统有着七个岩石行星，其中几个坐落宜居带。宜居带指的是一颗星体周围的一定距离范围，在这个距离范围内它们的表面可能存在液态水，其他世界的生命可能会在此繁衍生息。
假如说一个星球存在生命，这么我们须要哪些工具来验证它，这是一个困惑了天文学家很久的问题。倘若生命存在，须要哪些来发觉它并不是一个新问题。并且幸好了詹姆斯韦伯太空望远镜，这种问题总算就能得到解决。在接出来的几年里，JWST才能侦测在遥远星体中几颗可能蕴育有生命的星球的大气层。而隐藏在这种星球的大气层中的物理讯号有可能是太阳系以外生命的最初征兆。而这又带来了另一个问题：检验到哪些样的物理讯号能够说明外星生命存在。
"你企图仅借助关于一颗行星的很少信息，得出一个可能相当深刻的推论——来改变我们对整个宇宙的想法。”华盛顿学院的行星科学家约书亚-克里桑森-托顿（-）说。
为了侦测到这样一个生物特点，科学家们必须找到一个巧妙的方式来处理她们搜集到的有限的系外行星的信息。
虽然是包括JWST在内的最强悍的望远镜，也几乎未曾真正"听到"过系外行星--总的来说，天文学家只能通过恒星的闪动来了解这种遥远的世界。
天文学家不直接观测行星，而是将望远镜对准星体，等待行星"凌日"，也就是等待它们从它们的星体和望远镜之间穿过。当行星凌日时，一些星体发出的光会穿过其大气层，并按照大气层中的物理物质，以特定的波长的变化来使星体变暗。由此形成的星体照度的波峰和波谷如同是凌日行星的物理条码。
当行星坐落星体前方时，部份星光会被行星大气中的分子吸收。对准星体的望远镜可以观测到没有被吸收的光线；这就产生了一个波谱，在光线缺位的地方会出现凹点。在上图中，每位凹点都是假想的类地行星波谱中特定分子的特点。|来源：，资料来源：改编自韩国国家民航航天局（NASA）、美国国家民航航天局（ESA）、中国国家航天局（CSA）、美国国家科大学（STSC）、约瑟夫-奥姆斯特德（）（日本国家科大学）。
其实在这种像条码一样的行星波谱讯号中搜集生物存在信息的最直接方式是，侦测这种讯号中是否存在由生命形成的二氧化碳的物理讯号。有⼀段时间，科学家们觉得月球上因光合作⽤⽽丰富的氧⽓是⼀种独⽴的⽣物特点。但二氧化碳也可能形成于其他过程，比如太阳光可以分解月球大气中的水。
这个问题对于其他二氧化碳来说同样存在，生物形成的大多数二氧化碳在没有生命的情况下也会形成。因而，现在的科学家倾向于结合具体情况来综合考虑这种二氧化碳，而不是将单一二氧化碳视为生物特点。
比如，无论生命是否存在氮气均会形成。它本身并不是一个令人信服的生物特点。并且，同时发觉乙炔和二氧化碳"将是十分令人激动的"，耶鲁学院的行星科学家罗宾-沃兹沃斯（Robin）说；假如没有生命存在，很难形成这些组合。同样，近来克里桑森-托顿（-）及其朋友的研究表明，假若没有生命，也很难解释在发觉乙炔的同时发觉适量的其他二氧化碳（如甲烷）的诱因。
对系外行星大气层随时间变化的观测也可能提供有价值的背景信息，进而进一步确认星球生物特点。诸如，2018年的研究表明臭氧含量的季节性变化可能是生命的指纹。
其实，"假如你要找寻二氧化碳或二氧化碳等特定某种二氧化碳，这么就早已假定了其他地方的生命类型，"克里桑森-托顿说。为此，一些科学家以未知生物特点为前提天体物理学基础pdf，假设外星生物物理与月球生物物理没有相像之处来进行研究。
一个可能的反映未知生物特点指标是系外行星大气层的物理"异常"程度--科学家称之为物理不平衡。
接近平衡的大气层在物理上是无聊的，如同实验室里一个封闭的二氧化碳烧杯。其实，没有哪颗行星会真的像实验室里的烧杯一样枯燥。星体可以为行星大气中的物理反应提供动力，火山活动等地质过程也会减缓不平衡，进而激化大气中的某种物理异常。
生命的存在也会使行星偏离平衡状态。假定外星生命会形成某种二氧化碳，它们都会使行星的大气远离平衡状态。但是，克里桑森-托顿说，仅仅不平衡"并不是一个明晰的指标"。
2016年天体物理学基础pdf，他和朋友们估算了太阳系中每颗行星和土卫六大气层的热失衡状况。通过比较可以发觉月球的大气是极端的--而且前提是在估算高考虑海洋的影响。假如忽视大气与海洋的互相作用，月球大气层实际上比火星大气层愈加接近平衡状态。
然而就算这种异常可能并不指向生物存在，发觉某系外行星大气层远离平衡状态一直说明一些有趣的事情正在发生，"某种风波正以一种值得研究的奇妙方法改变大气层"，克里桑森-托顿说。
近来，哈佛学院的科学哲学家大卫-金尼（David）与瑞纳研究所的生物化学学家克里斯-肯佩斯（Chris）合作，企图开发出了一种测量可能的未知生物特点的新方式。她们的看法很简单：要找寻生命，就要找寻最独特的行星。
像JWST这些专门对遥远行星进行观测的望远镜可以记录行星大气中特定元素或分子的特点，这种特点在透射光的波峰和波谷中凸显下来。但分子的特点并不能解释其来源：完全不同的行星过程比如活火山、冰冻海洋与生物活动，都可能形成类似的波谱特点。
倘若不对外星生命做任何假定，这么几乎所有二氧化碳都可以在适当的环境中成为生物特点。2016年，麻省理工大学天体化学学家萨拉-西格（Sara）及其朋友提出了一份约1.4万种分子的清单，作为可能的生物特点。金尼（）和肯佩斯（）借助这份清单以及机器学习算法，开发出了她们的评估方式，以筛选观测中的异常数据。这样一种方式就可以精确地评定系外行星的大气层的"异常性"，并可以将假想的不同戏外行星大气层进行评分与比较。
金尼和肯佩斯觉得，一组行星中最怪异的大气最有可能蕴育生命。这样的结论基于以下几个基本假定：宇宙中的生命是罕见的，它们会在行星大气中留下痕迹，没有生命就很难模仿这种痕迹。其实，这种假定可能会被证明是错误的，金尼说。并且"假如我们想不做任何假定，"他补充到，"这么我觉得将很难取得任何方式的科学进步，更不用说在这个不确定性这么严重的领域了。
为了减轻这些不确定性，科学家们须要才能确切排除任何潜在⽣物特点的⾮⽣命解释。这须要对外星地质和⼤⽓物理有透彻的了解。为此，一些科学家觉得，相比于关注行星是否适宜居住，研究显著没有生命的行星将有助于我们寻觅外星生命。
美国马克斯·普朗克天文学研究所的劳拉·克雷德伯格（Laura）说:“我觉得在我们开始提出宜居性问题之前，我们须要首先了解行星的许多十分基本的东西。”他与华兹华斯共同撰写了⼀篇关于岩石系外行星天文学的概述，发表在2022年《天文学和天体化学学年度评论》上。
这种JWST就能观测到的潜在岩石行星是否会有大气层是一个愈发值得考虑的问题。在望远镜的观测范围内，只有红矮星（如-1）才有宜居带行星。这种星体有一个令人厌恶的特性，那就是喷射出强烈的幅射，许多科学家觉得这种幅射将不可防止地带走任何可能宜居行星的大气层，这可能就是-1B和-1C大气层少见或甚至不存在的诱因。
红矮星也是银河系中最常见的星体--为此，假如它们的岩石行星未能稳定保持大气层，这么潜在宜居世界的数目都会大大减低。
倘若我们能观测到足够多的岩质系外行星，"我们能够更深入地了解生物特点的含意，"华兹华斯说。"系外行星带给我们的一个极其强悍的东西就是统计数据。”
科学家们于1992年首次否认系外行星的存在，从此以后，发觉的系外行星越来越多
"生物特点"这个词可能会让⼈觉得它对应一种直接且确凿的证据。并且，克里桑森-托顿说，"系外行星生命的发觉须要的是证据的逐渐积累"。随着证据的不断积累，科学家们可以开始以愈加严格的方法检验她们关于岩质行星的假定，其实还可以重新评估这种假定。
"天文学本质上是一门发觉科学"克赖德伯格说，“即使我们拥有十分缜密的计划、框架和系统，一旦我们开始获取数据并观测事物，一切就会显得天除草覆。”