为了了解地外生命的可能性，研究人员正在扩大他们的搜索范围，以涵盖非地球不仅是生物标记，还有技术标记。虽然天体生物学家早就认识到了这一点正如我们所知，氧气对生命的重要性，氧气也可能是开启行星范围内先进技术的关键。
在《自然天文学》上发表的一项新研究中，罗切斯特大学物理学和天文学教授、《外星人小书》(Harper, 2023)的作者亚当·弗兰克(Adam Frank)和意大利罗马托尔维加塔大学天文学和天体物理学副教授Amedeo Balbi概述了大气中的氧气与遥远星球上先进技术的潜在崛起之间的联系。
“我们已经准备好在外星世界寻找生命的迹象了，”弗兰克说。“但是，一颗行星上的条件如何告诉我们，是否有可能存在智能的、能产生技术的生命?”
巴尔比说:“在我们的论文中，我们探索了是否有任何大气成分与先进技术的存在相容。”“我们发现，对大气的要求可能相当严格。”
弗兰克和巴尔比认为，除了对多细胞生物的呼吸和新陈代谢必不可少之外，氧气对火的产生也至关重要——而火是技术文明的标志。他们深入研究了“技术圈”的概念，这是一个先进技术的广阔领域，可以释放出外星智慧的迹象——被称为“技术签名”。
在地球上，科技的发展要求露天燃烧变得容易——这是火的核心过程，通过燃料和氧化剂(通常是氧气)的结合来燃烧物质。无论是烹饪、锻造金属结构、制作房屋材料，还是通过燃烧燃料利用能源，燃烧一直是工业社会背后的推动力。
追溯地球的历史，研究人员发现，只有当大气中的氧气含量达到或超过18%时，才有可能控制火的使用以及随后的冶金进步。这意味着只有氧浓度高的行星才有能力发展先进的技术圈，从而留下可探测的技术特征。
根据研究人员的说法，维持复杂生命和智力所需的氧气水平并不像技术所需的那么高，因此，尽管一个物种可能能够在一个没有氧气的世界中出现，但它将无法成为一个技术物种。
弗兰克说:“在一个没有氧气的世界里，你可能会得到生物，甚至可能得到智能生物，但如果没有现成的火源，你就永远无法发展出更高的技术，因为更高的技术需要燃料和融化。”
进入“氧气瓶颈”，这是研究人员创造的一个术语，用来描述区分有能力培养技术文明的世界和没有能力培养技术文明的世界的关键门槛。也就是说，氧含量是阻碍先进技术出现的瓶颈。
弗兰克说:“大气中高浓度氧气的存在就像一个瓶颈，你必须通过它才能拥有一个技术物种。”“你可以解决其他问题，但如果大气中没有氧气，你就不会有一个技术物种。”
这项研究解决了宇宙中对智慧生命的追求中一个以前未被探索的方面，强调了在寻找外星技术特征时优先考虑含氧量高的行星的必要性。
弗兰克说:“应该优先考虑具有高氧含量的行星，因为系外行星大气中是否存在高氧含量可能是寻找潜在技术特征的主要线索。”
巴尔比补充说:“在另一个星球上发现智能、技术生命的意义将是巨大的。”“因此，我们在解释可能的检测结果时需要非常谨慎。我们的研究表明，我们应该对来自一颗大气氧气不足的行星的潜在技术特征持怀疑态度。”
这项工作部分由美国国家航空航天局资助。
