美國宇航局(NASA)的科學家們正在鼓勵科學界建立一個新的框架，為與尋找生命有關的發現提供背景。他們在《自然》雜誌上撰文，建議創建一個評估和組合不同證據線的尺度，最終導致回答終極問題：我們在宇宙中是孤獨的嗎？
在《自然》雜誌上發表的新文章中，在該機構首席科學家Jim Green的領導下，NASA的一個小組提供了一個樣本量表，作為任何使用它的人，如科學家和傳播者之間討論的起點。他們設想的量表是以天體生物學幾十年的經驗為基礎的，天體生物學是一個探究地球上生命起源和其他地方生命可能性的領域。
Green說：“擁有這樣一個量表將幫助我們了解我們在特定地點尋找生命的情況，以及幫助我們進行這種探索的任務和技術的能力。”
該量表包含七個級別，反映了蜿蜒複雜的“階梯”，這些“階梯”將導致科學家宣布他們已經發現地球以外的生命。作為一個類比，Green和他的同事指出了技術準備程度表，這是NASA內部用來評定航天器或技術的飛行準備程度的系統。沿着這個譜系，像火星直升機Ingenuity這樣的尖端技術從最初的想法開始，發展成為創造歷史的太空任務中經過嚴格測試的組件。
作者希望今後科學家們在發表的研究報告中指出他們的天體生物學新成果如何符合這樣的尺度。記者們也可以參考這種框架，在有關新的科學成果的報道中為公眾設定期望值，這樣小的步驟就不會顯得是巨大的飛躍。
“到目前為止，我們已經讓公眾認為只有兩種選擇：要麼是生命，要麼不是生命，”NASA總部的NASA天體生物學項目負責人和研究報告的共同作者Mary Voytek說。“我們需要一種更好的方式來分享我們發現的興奮點，並展示每一個發現是如何建立在下一個發現之上的，這樣我們就可以把公眾和其他科學家帶到這個旅程中來。”
每次漫遊車或軌道飛行器發現火星上曾經有水流動的證據時，都是令人激動的。每一個新的發現都向我們表明，火星過去的氣候與地球相似，而且這顆紅色星球曾經支持過生命。但這並不一定意味着任何一種生命曾經生活在那裡，或者現在有任何東西生活在那裡。圍繞太陽以外的恆星運行的岩質行星的發現，特別是那些可能在其表面藏有液態水的行星，同樣是誘人的，但其本身並不能證明地球以外的生命。那麼，我們如何在背景中理解這些觀察？
所有的科學都是一個提出問題的過程，提出假設，開發新的方法來尋找線索，並排除所有的替代解釋。任何一個單獨的檢測可能都不能完全用生物過程來解釋，必須通過後續的測量和獨立的調查來證實。有時，儀器本身會出現問題。其他時候，實驗根本沒有發現任何東西，但仍然提供有價值的信息，說明哪些東西不起作用，哪些地方不應該看。
天體生物學也不例外。該領域追求一些任何人都能提出的最深刻的問題，關於我們的起源和在宇宙中的位置。隨着科學家們越來越多地了解到什麼樣的信號與地球上不同環境中的生命有關，他們可以創造和改進在其他地方尋找類似信號所需的技術。
雖然隨着科學家、傳播者和其他人的權衡，這個量表的確切細節將不斷演變，但《自然》雜誌的文章提供了一個討論的起點。
在量表的第一步，即”level 1″，科學家們將報告生命跡象的暗示，如生物相關的分子。一個例子是未來對火星上可能與生命有關的一些分子的測量。提高到”level 2″，科學家將確保檢測沒有受到地球上的儀器污染的影響。在”level 3″，他們將展示這種生物信號是如何在模擬環境中發現的，例如地球上的一個古老的湖床，類似於毅力號探測器的登陸點傑澤羅隕石坑。
為了將證據添加到量表的中間部分，科學家們將用有關環境是否可以支持生命的信息來補充這些最初的檢測，並排除非生物來源。特別是對於火星來說，從火星返回的樣本可以幫助取得這種進展。毅力號將很快收集和儲存樣本，目的是在未來的任務中，有一天將它們送回來。由於地球上的不同團隊將有機會用各種儀器獨立驗證火星樣本中的生命暗示，他們的證據組合可以達到”level 6″，即等級量表中的第二高階。但是在這個例子中，要達到 level 7，也就是科學家們最確定他們已經在火星上探測到生命的標準，可能需要向火星的不同部分進行額外的任務。
作者寫道：“實現最高級別的信心需要更廣泛的科學界的積极參与。”
這種規模也適用於來自太陽系以外的發現。系外行星，即太陽系以外的行星，據信其數量超過了銀河系中的3000億顆恆星。但是小的岩石行星比氣態巨行星更難從遠處研究。未來的任務和技術將有必要分析地球大小的行星的大氣層，這些行星具有類似地球的溫度，接受足夠數量的星光，適合我們所知的生命。今年晚些時候發射的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡是該領域的下一個重大進展。但是可能需要一個更加敏感的望遠鏡來探測表明有生命的分子組合。
探測到系外行星大氣中的氧氣，將是尋找生命過程中的一個重要步驟。研究人員將氧氣與生命聯繫起來，因為氧氣是由植物製造的，而且我們呼吸需要它，但也有地質過程產生氧氣，所以它本身並不能證明有生命。為了提高等級，任務小組可以證明氧氣信號沒有被地球反射的光污染，並研究該星球大氣層的化學成分，以排除地質學解釋。支持生命的環境的額外證據，如海洋，將支持這個假設的行星有人居住的情況。
研究系外行星的科學家們渴望找到氧氣和甲烷，這是地球大氣層中表明有生命的一種氣體組合。因為這些氣體會導致相互抵消的反應，除非這兩種氣體都有生物來源，找到這兩種氣體將是一個關鍵的 “level 4”里程碑。
為了達到 level 5，天文學家將需要第二次獨立地探測到一些生命的暗示，例如具有暗示森林或藻類顏色的行星的全球圖像。科學家將需要更多的望遠鏡或更長期的觀察，以確定他們在一顆系外行星上發現了生命。
研究作者強調，不應該把這個量表看成是一場爭奪冠軍的比賽。這個量表強調了美國宇航局的許多任務在沒有直接探測到可能的生物信號的情況下奠定基礎的重要性，例如在描述其他行星體的環境特徵方面。
即將到來的任務，如Europa Clipper，一個在本十年晚些時候前往木星的冰冷衛星木衛二的軌道器；以及Dragonfly，一個將探索土星衛星Titan的飛行器，將提供關於有一天可能發現某種形式的生命的環境的重要信息。
Voytek說：“通過每一次測量，我們對行星的生物和非生物過程都有了更多了解。尋找地球以外的生命需要科學界的廣泛參與以及多種觀察和實驗。團結起來，我們可以更有力地尋找暗示，我們並不孤單。”