內容簡介
「地球之外存在生命嗎？」
探究宇宙最大的謎題之科學
美國太空總署（NASA）對天文生物學的定義是
「研究地球上和地外生命的起源、演化、分佈、未來的學問」。
包含地球在內，只要跟「宇宙」和「生命」有關的東西都被涵蓋其中。
在序章，我們將介紹天文生物學最新的熱門話題，俯瞰整個天文生物學的全貌。
接著，我們會在第1部（第1章和第1章）的「太陽系內的生物探測」、
第2部（第3章和第4章）的「太陽系外的生物探測」介紹各個主題的詳細內容。
其中本書將重點著墨─今後10～20年預期將有巨大進展的「太陽系外生物探測」。
其實在太陽系的「鄰居」星系，也可能存在生命喔！
探究宇宙最大的謎題之科學
美國太空總署（NASA）對天文生物學的定義是
「研究地球上和地外生命的起源、演化、分佈、未來的學問」。
包含地球在內，只要跟「宇宙」和「生命」有關的東西都被涵蓋其中。
在序章，我們將介紹天文生物學最新的熱門話題，俯瞰整個天文生物學的全貌。
接著，我們會在第1部（第1章和第1章）的「太陽系內的生物探測」、
第2部（第3章和第4章）的「太陽系外的生物探測」介紹各個主題的詳細內容。
其中本書將重點著墨─今後10～20年預期將有巨大進展的「太陽系外生物探測」。
其實在太陽系的「鄰居」星系，也可能存在生命喔！
作者簡介
田村元秀
東京大學大學院教授、天文生物學中心主任（兼職於日本國立天文台）。1988年，京都大學大學院理學研究科博士課程畢業。理學博士。曾任美國國家光學天文台研究員、NASA噴射推進實驗室研究員、日本國立天文台助理教授、副教授，分別於2013年和2015年就任現職。專長為系外行星天文學、恆星╱行星形成、紅外線天文學。曾獲日本天文學會林中四郎獎和東麗科學技術獎。著有《太陽系外行星》（日本評論社，2015）和《尋找第二個地球！》（光文社，2014）和《天文生物學》（合著，化學同人，2013）。
東京大學大學院教授、天文生物學中心主任（兼職於日本國立天文台）。1988年，京都大學大學院理學研究科博士課程畢業。理學博士。曾任美國國家光學天文台研究員、NASA噴射推進實驗室研究員、日本國立天文台助理教授、副教授，分別於2013年和2015年就任現職。專長為系外行星天文學、恆星╱行星形成、紅外線天文學。曾獲日本天文學會林中四郎獎和東麗科學技術獎。著有《太陽系外行星》（日本評論社，2015）和《尋找第二個地球！》（光文社，2014）和《天文生物學》（合著，化學同人，2013）。
內容目錄
前言 2
序章 宇宙最大的謎題：地球之外存在生命嗎？
暗淡藍點與航海家金唱片 14
地球只是宇宙的一個「暗淡藍點」
像地球一樣的星球在宇宙是獨一無二的嗎？
航海家號攜帶的金唱片
世界各國陸續發射火星探測器 20
紅色行星：火星上也曾孕育生命？
立志成為太空強國的中國也發射了火星探測器
將火星石頭帶回地球的第一步
尋找有生命行星的詹姆斯・韋伯望遠鏡 25
由NASA發射的革命性太空望遠鏡
主鏡在摺疊狀態下發射升空
剛開始觀測就有了諾貝爾獎級的發現!?
為何天文生物學正備受注目？ 31
將「地球生物學」擴張到宇宙
天文生物學受注目的2個原因
生命即使在嚴酷的環境下也能存續
人類如何看待地外生命的存在 35
想像異世界居民的古代人
主張外星人存在而被處以火刑的神父
羅威爾引發的火星運河周論
太空探索時代的揭幕和外星生物學的誕生
第1部 太陽系內的生物探測
第1章 地球上的生物是如何誕生的呢？
太陽系的行星們 42
距離的單位：天文單位和光年
依組成成分分類行星
衛星、小行星、隕石
冥王星跟古柏帶天體
位於太陽系邊緣的無數小天體
太陽系的誕生與行星形成之謎 49
星星誕生自宇宙中的氣體和塵埃
太陽的誕生
岩石行星的誕生
氣態巨行星與冰巨行星的誕生
行星形成理論必須進行大幅修改？
什麼是太陽系適居帶？ 56
「生命能居住的區域」在哪裡？
火星表面無法存在液態水的原因
氣態巨行星周圍的適居帶
生命到底是什麼？ 61
生物的4個「特徵」
擁有細胞膜和表皮等境界
可用化學反應合成、分解物質
會自我複製或繁衍後代
達爾文式演化
有關生命起源的研究歷史 66
生命來自非生物？
自然發生說的否定與演化論的登場
只有最早的生物是自然發生的？
米勒和尤里的衝擊性實驗
地球最早的生命是何時、何地誕生的？ 71
不斷被天體轟炸的原始地球
地球海洋的誕生
尋找最古老生物的化石
地球的生物是在哪裡誕生的？
最初的生物來自宇宙？ 76
知名科學家們都信奉的胚種論
生命的種子是彗星帶來的？還是智慧生物種下的？
地球的生物是由來自宇宙的有機物質形成的？
在極端環境中的生活的生物們 82
在深海生育的超嗜熱細菌
地表之下也存在生物的樂園！
發現能用近紅外線行光合作用的植物
宇宙中存在很多能利用紅外線的生物？
第2章 火星、木星、土星的衛星上存在生命嗎？
維京號探測器的火星生物探測任務 86
火星是滿佈撞擊坑的乾燥星球？
火星的地形豐富，且曾經存在液態水？
從歡喜到失望的維京號火星生物探測計畫
在來自火星的隕石上發現了生命的蹤跡？ 91
在南極發現的隕石引發巨大騷動
火星存在生命蹤跡的「4項證據」
這些結構物真的是微生物化石嗎？
火星在過去曾是「水星」 95
火星探測的新關鍵字是「找水！」
現在的火星地表也存在液態水！
在火星尋找有機物
今後的火星生物探測計畫 100
以未來的樣本回收為目標
生命探測跟「行星保護」的關聯
從火星的衛星上帶回火星的生物蹤跡？
木星、土星的冰衛星生物探測 105
南極冰層下的廣大湖泊存在生命嗎？
擁有內部海的木星冰衛星們
兩顆木星冰衛星的探測計畫
土星的衛星是最適合外星生物的行星？
極低溫和超高溫星球上也可能存在生命嗎？ 111
負180°C的行星：土衛六上存在液態甲烷湖
或許會發現迥異於地球生物的「土衛六型生物」？
灼熱的行星：金星上也有生物？
第2部 太陽系外的生物探測
第3章 太陽系外也有「第二地球」嗎？
「行星狩獵」的苦鬥史 118
在燈塔旁邊找螢火蟲有多難
終歸一場空的巴納德星系外行星
利用恆星的「前後搖晃」來尋找系外行星
找到的系外行星竟有意想不到的型態！ 124
終於發現系外行星！
對系外行星發現的質疑聲音？
追蹤觀測的重要性
系外行星的多樣姿態 129
發現數量激增的原因
起初發現了大量「異形行星」
擁有極端橢圓軌道的怪異行星
甚至發現了《星際大戰》中出現的行星
這麼多樣的系外行星是如何誕生的？
各式各樣運用間接方式偵測系外行星的方法 138
利用都卜勒法偵測系外行星的黃金時代
凌日法的崛起與興盛
結合兩種偵測法的最強組合技
漸受關注的「第三種間接偵測法」
克卜勒太空望遠鏡帶來的系外行星探測革命 144
使系外行星發現數量飛躍性上升的克卜勒太空望遠鏡
在發生故障後仍啟動新任務
後繼機種TESS發射升空
靠近太陽系且可能擁有海洋的系外行星？
系外行星探測的主要成果 150
幾乎所有恆星都存在行星
系外行星的內部結構和大氣成分也十分多樣
開始發現宜居的系外行星
展開類地行星的性質調查
第4章 我們能找到寄宿生命的系外行星嗎？
好想直接觀測系外行星的光！ 156
直接觀測系外行星的難度
銳化模糊圖片的自適應光學技術的威力
隱藏明亮恆星光芒的日冕儀
目標是直接拍攝系外行星
星體周圍的圓盤結構是由行星組成的？
捕捉到成長期原始行星的姿態
Column 日冕儀的歷史
用紅外線捕捉類地行星的姿態 168
恆星的質量、溫度與適居帶的關係
新型紅外線都卜勒儀器（IRD）的開發
揭開M型主序星的化學組成
成功用紅外線發現最初的系外行星
用次世代超大型望遠鏡尋找有生命的行星 174
當前的8～10公尺級大型望遠鏡
日本參與設計的30公尺級超大型望遠鏡計畫「TMT」
觀測南天的兩個超大型望遠鏡計畫
太空望遠鏡的系外行星生物探測 180
地面望遠鏡跟太空望遠鏡的角色差異
使用太空望遠鏡的天文測量法系外行星探測
太空望遠鏡和地面望遠鏡的合作
首次公佈照片的詹姆斯・韋伯太空望遠鏡
未來的太空望遠鏡計畫
孤立的系外行星、流浪行星的探測 188
發現沒有主星，在太空漂流的行星
一次發現多達100個流浪行星
流浪行星是如何誕生的？
流浪行星上存在生命嗎？
在系外行星尋找生命的徵兆 192
將探測器送往系外行星很困難
反問「地球上存在生命嗎？」的薩根實驗
什麼是生命印跡？
尋找太空植物的反射光！
質量比太陽更小的恆星周圍的系外行星生命探測 197
分析M型主序星行星的紅邊
利用植物發出的「螢光」當生物標記
天文生物學的未來 201
系外行星探測、生物探測的未來展望
關於天文生物學中心
ABC的3個計劃室
序章 宇宙最大的謎題：地球之外存在生命嗎？
暗淡藍點與航海家金唱片 14
地球只是宇宙的一個「暗淡藍點」
像地球一樣的星球在宇宙是獨一無二的嗎？
航海家號攜帶的金唱片
世界各國陸續發射火星探測器 20
紅色行星：火星上也曾孕育生命？
立志成為太空強國的中國也發射了火星探測器
將火星石頭帶回地球的第一步
尋找有生命行星的詹姆斯・韋伯望遠鏡 25
由NASA發射的革命性太空望遠鏡
主鏡在摺疊狀態下發射升空
剛開始觀測就有了諾貝爾獎級的發現!?
為何天文生物學正備受注目？ 31
將「地球生物學」擴張到宇宙
天文生物學受注目的2個原因
生命即使在嚴酷的環境下也能存續
人類如何看待地外生命的存在 35
想像異世界居民的古代人
主張外星人存在而被處以火刑的神父
羅威爾引發的火星運河周論
太空探索時代的揭幕和外星生物學的誕生
第1部 太陽系內的生物探測
第1章 地球上的生物是如何誕生的呢？
太陽系的行星們 42
距離的單位：天文單位和光年
依組成成分分類行星
衛星、小行星、隕石
冥王星跟古柏帶天體
位於太陽系邊緣的無數小天體
太陽系的誕生與行星形成之謎 49
星星誕生自宇宙中的氣體和塵埃
太陽的誕生
岩石行星的誕生
氣態巨行星與冰巨行星的誕生
行星形成理論必須進行大幅修改？
什麼是太陽系適居帶？ 56
「生命能居住的區域」在哪裡？
火星表面無法存在液態水的原因
氣態巨行星周圍的適居帶
生命到底是什麼？ 61
生物的4個「特徵」
擁有細胞膜和表皮等境界
可用化學反應合成、分解物質
會自我複製或繁衍後代
達爾文式演化
有關生命起源的研究歷史 66
生命來自非生物？
自然發生說的否定與演化論的登場
只有最早的生物是自然發生的？
米勒和尤里的衝擊性實驗
地球最早的生命是何時、何地誕生的？ 71
不斷被天體轟炸的原始地球
地球海洋的誕生
尋找最古老生物的化石
地球的生物是在哪裡誕生的？
最初的生物來自宇宙？ 76
知名科學家們都信奉的胚種論
生命的種子是彗星帶來的？還是智慧生物種下的？
地球的生物是由來自宇宙的有機物質形成的？
在極端環境中的生活的生物們 82
在深海生育的超嗜熱細菌
地表之下也存在生物的樂園！
發現能用近紅外線行光合作用的植物
宇宙中存在很多能利用紅外線的生物？
第2章 火星、木星、土星的衛星上存在生命嗎？
維京號探測器的火星生物探測任務 86
火星是滿佈撞擊坑的乾燥星球？
火星的地形豐富，且曾經存在液態水？
從歡喜到失望的維京號火星生物探測計畫
在來自火星的隕石上發現了生命的蹤跡？ 91
在南極發現的隕石引發巨大騷動
火星存在生命蹤跡的「4項證據」
這些結構物真的是微生物化石嗎？
火星在過去曾是「水星」 95
火星探測的新關鍵字是「找水！」
現在的火星地表也存在液態水！
在火星尋找有機物
今後的火星生物探測計畫 100
以未來的樣本回收為目標
生命探測跟「行星保護」的關聯
從火星的衛星上帶回火星的生物蹤跡？
木星、土星的冰衛星生物探測 105
南極冰層下的廣大湖泊存在生命嗎？
擁有內部海的木星冰衛星們
兩顆木星冰衛星的探測計畫
土星的衛星是最適合外星生物的行星？
極低溫和超高溫星球上也可能存在生命嗎？ 111
負180°C的行星：土衛六上存在液態甲烷湖
或許會發現迥異於地球生物的「土衛六型生物」？
灼熱的行星：金星上也有生物？
第2部 太陽系外的生物探測
第3章 太陽系外也有「第二地球」嗎？
「行星狩獵」的苦鬥史 118
在燈塔旁邊找螢火蟲有多難
終歸一場空的巴納德星系外行星
利用恆星的「前後搖晃」來尋找系外行星
找到的系外行星竟有意想不到的型態！ 124
終於發現系外行星！
對系外行星發現的質疑聲音？
追蹤觀測的重要性
系外行星的多樣姿態 129
發現數量激增的原因
起初發現了大量「異形行星」
擁有極端橢圓軌道的怪異行星
甚至發現了《星際大戰》中出現的行星
這麼多樣的系外行星是如何誕生的？
各式各樣運用間接方式偵測系外行星的方法 138
利用都卜勒法偵測系外行星的黃金時代
凌日法的崛起與興盛
結合兩種偵測法的最強組合技
漸受關注的「第三種間接偵測法」
克卜勒太空望遠鏡帶來的系外行星探測革命 144
使系外行星發現數量飛躍性上升的克卜勒太空望遠鏡
在發生故障後仍啟動新任務
後繼機種TESS發射升空
靠近太陽系且可能擁有海洋的系外行星？
系外行星探測的主要成果 150
幾乎所有恆星都存在行星
系外行星的內部結構和大氣成分也十分多樣
開始發現宜居的系外行星
展開類地行星的性質調查
第4章 我們能找到寄宿生命的系外行星嗎？
好想直接觀測系外行星的光！ 156
直接觀測系外行星的難度
銳化模糊圖片的自適應光學技術的威力
隱藏明亮恆星光芒的日冕儀
目標是直接拍攝系外行星
星體周圍的圓盤結構是由行星組成的？
捕捉到成長期原始行星的姿態
Column 日冕儀的歷史
用紅外線捕捉類地行星的姿態 168
恆星的質量、溫度與適居帶的關係
新型紅外線都卜勒儀器（IRD）的開發
揭開M型主序星的化學組成
成功用紅外線發現最初的系外行星
用次世代超大型望遠鏡尋找有生命的行星 174
當前的8～10公尺級大型望遠鏡
日本參與設計的30公尺級超大型望遠鏡計畫「TMT」
觀測南天的兩個超大型望遠鏡計畫
太空望遠鏡的系外行星生物探測 180
地面望遠鏡跟太空望遠鏡的角色差異
使用太空望遠鏡的天文測量法系外行星探測
太空望遠鏡和地面望遠鏡的合作
首次公佈照片的詹姆斯・韋伯太空望遠鏡
未來的太空望遠鏡計畫
孤立的系外行星、流浪行星的探測 188
發現沒有主星，在太空漂流的行星
一次發現多達100個流浪行星
流浪行星是如何誕生的？
流浪行星上存在生命嗎？
在系外行星尋找生命的徵兆 192
將探測器送往系外行星很困難
反問「地球上存在生命嗎？」的薩根實驗
什麼是生命印跡？
尋找太空植物的反射光！
質量比太陽更小的恆星周圍的系外行星生命探測 197
分析M型主序星行星的紅邊
利用植物發出的「螢光」當生物標記
天文生物學的未來 201
系外行星探測、生物探測的未來展望
關於天文生物學中心
ABC的3個計劃室
ISBN: 9786263790278