在极其遥远且极小的系外行星上寻找可能存在生命迹象并非易事。但由纽约伊萨卡康奈尔大学研究人员领导的一组科学家提出了一种新策略。

艺术家对岩石行星如地球的概念，云中有色彩斑斓的微生物。其生物色素与地球上类似。图片：康奈尔大学

2025年11月，研究人员表示他们可以在行星云层中寻找微生物的颜色。基于此，他们创建了第一个反射光谱（一种颜色编码的钥匙）显示地球上云层中多样且色彩斑斓的微生物。现在，有了这把钥匙，天文学家可以研究系外行星的云层，寻找生命的迹象。

在地球上，微生物的颜色来自它们的生物色素。这些颜色是由生物体产生的，比如鸟翼的虹彩光泽或花瓣的粉色。

当然，系外行星云中任何彩色微生物都必须足够丰富，科学家才能通过光谱检测到它们。但这是一个令人着迷的新思路，用于寻找外星生命。

研究人员于2025年11月在《天体物理学杂志快报》上发表了他们的同行评审研究成果。

在地球上，微生物无处不在，甚至在云层中。其中一些空中生物具有独特且色彩鲜艳的生物色素。康奈尔大学的第一作者兼天体生物学家莉吉娅·科埃略表示：

大气中存在一个充满活力的微生物群落，它们产生色彩斑斓的生物色素，多年来一直吸引着生物学家的兴趣。我觉得天文学家应该知道它们。

在地球上，大气中的微生物会产生它们色彩斑斓的色素，以帮助保护自己免受来自阳光、干燥和极端温度的强烈紫外线辐射。

合著者、同样在康奈尔大学的丽莎·卡尔特内格补充道：

在地球大气层中发现多彩生命，为在其他行星上发现生命打开了全新的可能。

在地球的云层中，彩色微生物比地表更稀少，但它们确实存在。科埃略的团队需要专门的技术来收集这些物品。他们用的是乳胶探音气球，也就是气象气球。研究人员在平流层中采集了这些天体，海拔在13至18英里（21至29公里）之间。

正如佛罗里达大学的合著者布伦特·克里斯特纳所指出：

我们的研究表明，细胞存在于高达38公里（24英里）的空气团中。在平流层较低海拔，臭氧能在一定程度上保护紫外线突变波长，我们回收了许多仍具活力的细菌。我们与Lígia的当前研究中对部分内容进行了分析。

研究人员表示，如果这些色彩斑斓的微生物存在于地球上，也许它们也可能存在于其他行星的云层中。卡尔特内格说：

现在，即使系外行星的天空布满云层，我们也有机会发现生命。我们以为云会隐藏生命，但令人惊讶的是，它们反而能帮助我们找到生命。

另一个额外好处是，即使行星完全被云层或雾霾覆盖，这种彩色光谱也可能成为潜在的生物标志。其他类型的生物特征可能被遮蔽，难以被检测。

研究人员确定，如果一颗行星云中广泛存在色素微生物，它的外观将与没有这些微生物的行星有显著不同。微生物所在的星球也需要保持潮湿。

由于它们与生命本质相连，生物色素至少在地球上是一种强大的生物特征。因此，在系外行星云层中发现它们将是微生物生命的有力证据。科埃略说：

生物色素在地球上具有普遍性。它们为我们提供了应对辐射、干燥和资源匮乏等压力的工具。我们生产它们，细菌、古菌、藻类、植物和其他动物也是如此。它们是强大的生物特征，我们发现了一种新的寻找方式：穿越遥远世界的云层。如果生活长得像这样，我们终于有工具去识别它。

寻找生物色素的策略让人联想到备受争议的金星大气中存在微生物的可能性。这一想法在2020年随着磷化氢（一种可能的生物特征气体）的检测而获得广泛关注。此外，科学家后来检测到了氨气。

金星大气中某些东西以一种方式吸收紫外线，一些科学家推测这可能是云中漂浮的微生物造成的。图：JAXA

但甚至在此之前，科学家们在金星大气中发现了一个令人费解的现象：被称为未知吸收体的异常黑暗斑块。基本上，高层大气中有某种东西意外地吸收了紫外线。一些科学家推测可能是微生物造成的。这一谜团的答案仍未知，尽管一些近期研究表明含铁矿物可能对此负责。

虽然生物色素类颜色似乎不属于金星现象的一部分，但它提醒我们，行星大气和云层至少在地球上可以是微生物生命的家园。

文中核心信息奇奇参考自论文 "Colors of Life in the Clouds: Biopigments of Atmospheric Microorganisms as a New Signature to Detect Life on Planets like Earth"（天体物理学杂志快报，2025 年），本内容在此相关信息基础上编撰而成，其中配图，未标注出处者，均为自制或公开图库素材。