该计划如能实施，将有望为人类的“终极谜题”提供确切答案。

艺术家笔下描绘的宜居系外行星。ESO / M. Kornmesser

当前最强大的望远镜也只能隐约窥见遥远系外行星大气层的部分特征，其精度尚不足以获得能够确认那里存在“生命”的细节。而近日W.M.凯克空间研究所发布的一份报告，就建设所谓“大型系外行星干涉仪（Large Interferometer For Exoplanets，LIFE）”的计划进行了阐述。该计划如能实施，将有望为这个人类的“终极谜题”提供确切的答案。

需要承认的是，系外行星的确很难进行观测。首先在视觉上，它们离宿主恒星非常近，而且主星要比它们亮几十亿倍。人们通常使用所谓的“日冕仪（coronagraph）”来绕过这一障碍。日冕仪能够物理性地阻挡主星发出的光，以便望远镜捕捉到行星的反射光。NASA尚未升空的“宜居行星天文台（Habitable World Observatory，HWO）”就打算使用这种技术，这种技术在捕捉可见光和紫外线方面非常有效。

但在寻找宜居行星方面，中红外波段的辐射却尤为有用。在中红外波段上，行星和恒星的对比度没有那么高，这使得望远镜能够对行星本身产生的红外线而非反射光进行观测。

更重要的是，在中红外波段的辐射中，包含了很多与生物有关的标志物光谱特征。这些标志物包括臭氧、甲烷、水、二氧化碳，甚至是被认为是“终极（capstone）”标志物的磷化氢。

要构建这样一个能够捕捉中红外波段信号的观测系统绝非易事。韦布望远镜是一台红外望远镜，其体积已经相当庞大——但要有效隔离系外行星，用足够高的分辨率对其进行观测，并提供足够高精度的行星大气图谱，仍然心有余而力不足。更何况，望远镜越大，装进运载火箭就越困难。有鉴于此，LIFE项目的设计师想到了一个替代方案——发射一个太空望远镜“编队”，在太空中组建一个“消零干涉（null interferometry）”观测矩阵。

根据设想，未来会有多台独立的太空望远镜升空，然后组成一个“不系带”的观测编队。编队成员彼此相隔数十至数百米。每台望远镜收集到的数据都会被传输至中央“旗舰”上，然后在那里接受一系列复杂处理。经过处理之后，中央主星的强光会被消除，行星本身的热信号会被增强。

计划听上去不错，但实施起来并不容易。事实上，在LIFE计划被提出之前，已经有两个类似计划——NASA的“类地行星发现者干涉仪（Terrestrial Planet Finder-Interferometer）”和ESA的“达尔文（Darwin）”计划因技术不成熟而被取消。

不过报告指出，天体光子学领域的突破，已经极大地缩小了光学仪器的尺寸；航天发射成本的持续下降，也有望使颇具挑战性的编队飞行在未来几年内成为可能。LIFE计划的可行性正在日渐提高。它将成为HWO的绝佳搭挡，从不同的角度研究同一个课题。

HWO将专注于可见光和紫外线波段的观测；而LIFE将在中红外波段上进行探测——了解它们的温度、大小和大气组成。二者结合对于排除“误报”至关重要，因为很多看上去与生命有关的标志物特征，可能并非由生物过程产生。

HWO和LIFE两个项目目前都处于设计开发阶段，它们可能会在2040年代同期升空。技术的发展终于让人类走到了一个有可能通过找到相关证据，来证明我们在宇宙中是否孤独的时代。而接下去的紧迫任务，是解决钱的问题。

参考

Exploring Exoplanets with Interferometry

https://arxiv.org/abs/2606.10108