天体物理学家萨拉·西格尔：一位开拓型的行星搜寻者向大众分享着她对于开普勒望远镜、系外行星以及可能的外星生命的想法。
目前就职于美国麻省理工学院的萨拉·西格尔（Sara Seager），20世纪90年代中叶正在大学读研，在选择未来的专业发展方向时，抱着对系外行星是否存在的兴趣，她毅然投身到这一领域的研究之中。虽然当时有些人对系外行星的存在持否定态度。其后一段时间，她发表了一系列开创性的论文，探讨了这些独特世界的可能大气成分，并告诉人们该如何确定一颗类似地球的“孪生兄弟”。现在，系外行星研究几乎每个星期都会出现新的奇迹。2013年，西格尔获得了麦克阿瑟基金会“天才”奖。以下是《发现》杂志就行星搜寻这一话题，与西格尔进行的对话。
《发现》：最近有什么令您惊讶的系外行星发现吗？
西格尔：过去一年所见证的最好事情，就是发现了大量潜在可居住的行星。我曾和这个领域一起成长，所以对我来说这是最惊心动魄的了。整个领域发展迅速。
《发现》：新型仪器往往使得这些发现成为可能。您特别渴望使用那类仪器呢？
西格尔：无论何时，当你把一个崭新的或更强大仪器放在望远镜上的时候，你总能发现一些新的东西。比如，智利的双子座行星成像仪，它阻挡了星光，这样你就可以直接看到行星并研究其大气成分，包括对巨型类木行星直接成像。
《发现》：您的“starshade”项目，可能在2022年被送入轨道。我们知道“starshade”会改善捕捉到的行星图片质量，这其中的概念是什么？
西格尔：在寻找类地行星过程遭遇的挑战，是如何屏蔽掉类太阳恒星的光芒。要知道类太阳恒星比类地行星亮100亿倍；而“starshade”通过遮挡所有星光、特别是分离行星和恒星的星光，进而可以完成这一艰巨任务。你可以通过已有的设备进行这种遮蔽，比如，我们已经用于地球大气遥感研究的小型商业空间望远镜。
《发现》：凌星外星行星巡天卫星（TESS）预计于2017年发射，詹姆斯·韦伯空间望远镜将于2018年发射。它们会做些什么呢？
西格尔：为了在明亮且邻近的M型星（常见且比太阳小的红矮星――因此更容易揭示由行星投下的影子）中找到行星，TESS会对大约50万颗恒星进行全面巡天。届时，我们会跟进詹姆斯·韦伯空间望远镜来观测这些行星的大气。
当一颗行星在恒星前经过时，一些星光会穿越该行星的大气，而大气中的一些气体在星光中会留下蛛丝马迹。通过分离星光和这颗行星发射的光，我们可以识别这颗行星大气中的分子，并寻找由生命所产生的气体，如氧气、臭氧和氨。
《发现》：您最近重新修正了1961年著名的德雷克方程，并计算出寻找外星智能生命的可能性，赋予了搜寻外星智能生命新的内涵。原因是什么呢？是什么改变了我们成功的机会呢？
西格尔：重新修正德雷克方程，是告诉世人对外星生命的搜寻是一个持续、长久的项目。现在的这个方程告诉我们，未来十年后的TESS和韦伯空间望远镜在何种机会下能够找到系外行星生命的迹象。
这个新的方程有六项内容。前三项是可以量化的：我们能够观测到多少颗恒星？有多少是“安静的”，或不产生能够破坏生物印记气体或干扰行星探测的大量辐射？有多少颗恒星在宜居带上有行星？
后三项包含了观测到的行星部分、具有生命迹象以及产生可探测的生物印记的气体。综合这些数据，得到的结论可能是：如果存在一颗围绕邻近明亮M型星运转的行星，并且它的大气中带有生命迹象的话，那么我们就能够找到系外生命。
资料来源Discover
责任编辑 则 鸣
萨拉·西格尔简介
上世纪90年代晚期，科学界对系外行星是否存在提出这样或那样的疑问，当时36岁的萨拉·西格尔作出大胆预测，认为这些在恒星前方穿越的遥远闪光天体必将成为天文学家的下一个前沿。西格尔的这种有些打赌意味的预测最终得到回报――她有关系外行星化学属性的理论模型帮助研究人员首次对一个遥远世界的大气层进行测量。西格尔认为，我们将在未来几年发现地球的“远亲”，但她的终极目标绝不仅限于此。
目前在麻省理工学院任职的西格尔说：“我真正想做的是确定地外生命可能产生何种类型的气体。这些气体将在大气层中堆积并有可能从极远处被探测到。”作为沿这一方向踏出的一步，西格尔正在寻找类地生命可能留下的非氧基“签名”，例如硫化氢。西格尔的童年是在加拿大度过的，她的父亲总是用各种各样的想法开发她的创造力。她说：“爱幻想是一种至关重要的习惯，正是这种习惯让我成为一名出色的科学家。”
2013年发现的热门系外行星
截至去年止，发现了大约3 500个潜在的系外行星候选者。
Kepler-62f 相比于发现的任何位于宜居带的行星而言，去年四月被确定的这颗行星大小更接近地球，这颗行星围绕恒星公转的区域使得其表面水既不完全结冰、也不蒸发掉。这种“超级地球”仅比我们的地球大40%。
HD 189733b 这颗“热木星”很久以前就被发现了，但在去年，哈勃空间望远镜发现这颗“热木星”是蓝色的，这种蓝色来源于其炙热无比的系外行星上像雨一样飘落的融化玻璃。
Kepler-37b 迄今为止发现的围绕类太阳公转的最小系外行星，它是去年二月被发现的，只比我们的月球稍大一点。
Kepler-7b 去年9月，从这颗炙热、气体状行星发射的可见以及红外光提供了系外行星的第一个气象报告：西面有许多云层，而东面则天气晴朗。
GJ 504b 迄今为止直接成像的最亮系外行星。去年8月来自夏威夷的昴星团望远镜的红外数据表明，它是紫红色的。
Kepler-76b 天文学家根据狭义相对论于去年5月发现了这颗热木星，被称为“爱因斯坦行星”：这颗系外行星在它的恒星引力牵引中产生次级恒星亮度以及形状扭曲效应。
开普勒之后的搜寻
约四年时间，开普勒空间望远镜观测了超过10万颗恒星，观测非常暗弱的――经过恒星前的每一颗行星的星光。直到去年五月，精确指向开普勒空间望远镜的四个反作用轮系统中的二个失败，这使得它很不稳定以至于无法探测绕转明亮恒星的系外行星。
然而，有一半的数据还没有被分析，其中，一部分数据很有可能就是处在宜居带上的地球大小的行星世界。因为该项任务的时间越长，望远镜所观测到的数据就越多，那么从这些行星所发出的信号就越强。
美国宇航局（NASA）艾姆斯研究中心的首席研究员比尔·布鲁基（Bill Borucki）说：“这项任务正进入它最精彩的阶段。”