智利「極大望遠鏡」：一夜之間揭開外星生命之謎

智利正在建造的「極大望遠鏡」（Extremely Large Telescope, ELT）將在2028年首次啟用，徹底改變我們對宇宙的認知。根據最新的模擬研究，這座望遠鏡甚至有可能在運作的第一晚，就偵測到我們最近鄰近恆星系統中的外星生命跡象。

ELT位於智利北部，是目前正在建造的地面望遠鏡中，能夠提供最清晰銀河系影像的裝置。它的主鏡陣列有效直徑達39公尺，能夠收集比以往望遠鏡多出一個數量級的光線，並提供比哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）清晰16倍的影像。預計2028年啟用後，研究成果將迅速湧現，甚至可能在一夜之間取得突破性發現。

ELT最強大的功能之一，是能夠捕捉系外行星大氣層中的微弱光譜。通常，這需要行星從我們的角度經過其恆星前方時，才能進行觀測。當恆星的光線穿過行星大氣層到達地球時，我們可以透過分析吸收光譜，來確定大氣中的分子成分，例如水、二氧化碳和氧氣。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）已經收集了多個系外行星大氣層的資料。

然而，有時我們獲得的凌星資料並不足以得出明確結論。例如，當JWST觀測TRAPPIST-1系統的行星大氣層時，似乎發現行星b和c沒有大氣層，但資料的強度不足以完全排除大氣層的存在。這些行星可能擁有非常稀薄的大氣層，其光譜線過於微弱，以至於JWST無法觀測到。ELT更高的靈敏度將能夠解決這個問題。

更令人興奮的是，ELT不僅能觀測凌星系外行星的光譜，還能透過反射的星光，捕捉非凌星系外行星的光譜。為了評估ELT的強大效能，這項新研究模擬了多種情境下的觀測結果。研究團隊聚焦於圍繞附近紅矮星執行的行星，因為這是最常見的系外行星型別，並分析了四種測試案例：富含水和光合作用植物的非工業化地球、生命剛剛開始繁榮的早期太古地球、海洋蒸發的類地球世界（類似火星或金星），以及具有生命潛力但尚未出現生命的生命前地球。為了比較，團隊還考慮了海王星大小的行星，這些行星應該擁有更厚的大氣層。

研究的目的是探討ELT能否區分不同型別的類地球世界，更重要的是，資料是否會誤導我們得出錯誤的結論。例如，一個無生命的星球是否會被誤認為有生命，或者一個有生命的星球是否會被誤認為荒蕪。根據模擬結果，作者發現，對於附近的恆星系統，我們應該能夠做出清晰且準確的區分。對於最近的恆星比鄰星（Proxima Centauri），我們只需十小時的觀測，就能在類地球行星上偵測到生命跡象。對於海王星大小的行星，ELT只需約一小時就能捕捉到行星光譜。

因此，如果附近恆星系統中存在生命，ELT應該能夠偵測到。人類歷史上最重大的問題之一，或許在短短幾年內就能找到答案。本文原版刊載於《今日宇宙》（Universe Today）。