有生命的星球會是什么顏色？

王雨桐

1968年，當阿波羅8號飛船繞著月球飛行時，宇航員拍攝到了第一張地球從月球地平線上升起的彩色照片。在灰色的月球地表上，一顆藍白色的半球浮現在夜空中，這就是從月球上看到的地球景象。四年之后，阿波羅17號宇航員們第一次拍攝到了地球的全景圖片。在太空中，地球酷似一塊“藍色大理石”，從此以后，人們用“藍色大理石”指代衛星拍攝的高清晰地球照片。

這些從太空拍攝到的地球圖片讓我們知道了地球是一顆藍色星球。據調查，人們對藍色有超乎理性的喜愛，比如對英國人的一項調查顯示，藍色以33%的得票率穩居第一名，是人們最愛的顏色，而第二名紅色只有15%的得票率，這是否有地球是顆藍色星球的影響呢？

在各大太空探索組織中，比如美國宇航局、歐洲航天局、搜尋地外文明計劃等等，也都在設計自己機構的旗幟時，將藍色作為重要色調。

對比黃色的金星、紅色的火星、偏灰色的木星和土星，在許多人心中，藍色儼然已經成為一個有生命星球的標志，藍色星球是生命的搖籃和宇宙的綠洲。那么，有生命的星球會是藍色的嗎？

藍色星球預示著生命嗎？

許多人都知道地球之所以是藍色的，是由于71%的地球表面覆蓋著水，水會散射和反射藍光。有液態水存在，似乎就暗示會有生命。但這個結論并不是完全正確的，在其他一些星球，藍色卻是生命的禁區。

在距離地球約63光年外，有一顆叫做HD 189733b的系外行星，這是一個巨大的藍色氣態星球，比木星大13%，其大氣層還含有大量水蒸汽，顏色類似地球夏天時天空的深藍色，看上去十分寧靜，但如果你將這個星球當成是友好的宜居星球就大錯特錯了。

由于HD 189733b距離恒星非常近，軌道周期只需要2.2個地球日，導致其大氣層溫度超過700℃，每天刮著超強颶風，風速高達每秒2千米以上，大約是音速的7倍，可以將太空旅行者瞬間卷入行星周圍的漩渦之中。在這個星球上淋雨也是致命的，會讓你的身體千瘡百孔，因為該星球下的是“玻璃雨”，玻璃狀的硅酸鹽顆粒以每小時1.1萬千米的速度隨著颶風在行星的大氣中穿行?？傊?，這是一個真正瘋狂的星球。

那么，它為什么會是藍色星球呢？目前的猜測是HD 189733b有一個富含灼熱礦物質的云層，云層上為一層非常純凈的大氣層。云層會反射大多數光，但上層大氣層中的分子氫優先反射藍色光，最終導致這個星球有著非常漂亮的藍色外表。當然HD 189733b的藍色與地球藍色是非常不同的，地球的藍色是淺藍，而HD 189733b則是深藍。

我們甚至不需要去太陽系外尋找藍色行星。事實上，地球并不是太陽系內唯一的藍色星球。天王星和海王星也是藍色星球，但它們的藍色既不是源自海洋對于藍色光的反射，也不是源自大氣對藍色光的反射。這些冰巨人的藍色調主要是因為其上層大氣層中含有少量甲烷。甲烷分子會吸收不同波段的紅色光和紅外光譜，反射出藍光。

所以，如果一個行星是藍色的，并不一定就意味著是適合生命居住的。

外星生命會是什么顏色？

如果不是從行星的顏色著手，而是去探索生命本身的顏色，外星球的生命會是什么顏色呢？

在地球上，植物進行光合作用的主要是葉綠素。葉綠素吸收的光主要是藍紫色和紅色的光，而反射綠色光。所以，在地球海洋表面，大量的微觀光合生物會產生巨大的綠色光芒，在陸地上，植物也可以產生大量的綠色。

如果我們可以在地球反照光中找到綠色素的印跡，然后從遙遠的行星光譜中尋找相同的跡象，就可以考慮這些星球是否可能存在生命了。

一些科學家們試圖捕捉從月球反射回的地球反照光，看看這些綠色色調在光譜中占多大比例。這是一項非常復雜的研究，他們既要考慮到是哪一部分地球光照射到了月球上，還要考慮到月球會反射回多少地球光。當這些地球反照光再次返回地球時，光子會被地球大氣層再一次吸收和反射，也會影響到科學家們的實驗數據。

即使困難重重，也有一些科學家成功地捕捉到了地球反照光。但令他們失望的是，從地球的反照光中找到光合生物反射的綠色光可能性是非常小的，因為這種綠色光似乎只占總光譜的很小一部分。

除此之外，另外一個致命的問題是外星生命的顏色也許并不是綠色的?，F在即使在地球上，也會有各種不同的色素參與光合作用，它們能吸收不同光譜的光。類胡蘿卜素就能讓植物呈現紅色、橙色或黃色光芒。一些同時使用類胡蘿卜素和葉綠素的微生物甚至可以根據環境，調整二者的比例，進而調整自身的顏色。比如在寒冷環境中，它們會變為棕色和綠色，而在天氣炎熱時，又可以變成黃色橙色。另一類稱為藻膽素的還可以讓植物呈現出藍色或紅色。

在不同的地質時期，地球上的生命也會有不同的顏色。一些科學家認為，在史前，地球可能是紫色的。因為當時統治地球的微生物使用的是一種叫做視黃醛的感光分子。在分子結構上，視黃醛比葉綠素更簡單，而且能吸收綠色光，這一可見光波包含了陽光中的大部分能量，使得微生物更能適應地球的早期高輻射環境。今天，某些嗜鹽古細菌仍在使用視黃醛色素進行光合作用，這些物種也能抵抗強烈的紫外線輻射。由于視黃醛吸收綠光，反射的是紅光和藍光，兩者混合并產生了紫色。所以，30億年前，在地球最早的生物熱點區域都被染成了獨特的紫色。由此，如果外星球正好處在進化的早期階段，我們或許就得將紫色作為生命的基本色調，尋找紫色波長才對。

或者外星生命的顏色應該是黑色。今天，在銀河系中，絕大多數恒星質量、溫度、亮度不及太陽，在這些恒星系統中，如果有植物，那么它們獲得的光很少，更傾向于吸收光譜中所有的光來進行光合作用，這樣這些植物很可能就是黑色的。

事實是，試圖通過顏色來判斷出一個星球是否有生命，是一個非常狹隘的想法。況且現在科學家們也沒有靈敏的儀器，能夠探測系外行星上反射的顏色。

尋找色彩，并不是完全沒有作用

當然，這并不意味著在尋找外星生命方面，色彩是毫無用處的。因為生物圈會改變行星的色彩結構，并以各種方式改變行星光譜。

一個非常著名的例子是“植被紅邊”效應，說的是在光譜的某一波段中，地球植被的反射率急劇上升。比如對于波長大于0.7微米的紅外光，植物的反射率能達到50%左右，強度也是紅色可見光的10倍以上。

雖然對于人類來說，研究植物的紅邊效應十分有用，遙感衛星能夠通過紅邊效應分辨出地球的叢林、草原和作物。然而，地球表面70%的區域被海洋覆蓋，并且即使是陸地，平均也有約70%被云層覆蓋，所以從外星球上觀測地球，可能只能看到不足10%的植物紅邊效應。不過，如果外星球不是像地球這樣的地貌，比如陸地面積更大，植物紅邊效應作用可能更明顯。

生物圈也會導致行星地表色彩的季節性改變。隨著季節的變化，生物會生長或死亡，從而導致生物顏色的改變。例如，2008年，東北太平洋的卡薩托基火山爆發，富含鐵元素的火山灰在短短幾天內，造成了浮游生物的爆發性增長，導致了地球很大一片區域被綠色覆蓋，從太空中也能看到這片超過200萬平方千米的太平洋綠色水域。所以，我們也能從系外行星色彩的突然變化中找到生命發出的信號。

總之，探尋外星球的顏色，進而找到外星生命，依舊會是天文學家們使用的手段之一，只不過它不會像我們想象得那么簡單，所以，只用尋找一個藍色星球的方法，或者只是從星球的反射光中找到綠色光譜的方法找外星生命，是遠遠不夠的。有生命的世界色彩遠比我們想象得更復雜。