从遥远恒星系用强大望远镜观测地球，是否能仅凭光谱判断这颗行星存在生命？研究人员指出，植物对光的独特响应可能提供线索，其中关键特征来自植被在红光与近红外之间的反射率突变。

植物叶片中的叶绿素吸收可见光以驱动光合作用，但在红光与近红外波段之间（约700纳米附近）会出现明显分界：植被对近红外光的反射显著增强，从而在光谱上形成突跃变化。这一现象被称为“植被红边”，被视为与光合作用相关生命的光谱特征之一。

围绕在系外行星上探测“红边”的可行性，美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）与NASA戈达德太空飞行中心的研究人员在arXiv预印本平台发布新研究，尝试解决真实行星环境带来的关键难题。研究提到，未来天文台的设计目标之一包括寻找类似信号，美国宇航局规划中的“可居住世界天文台”（Habitable Worlds Observatory）也被认为与此类观测需求相关。

研究团队指出，过去不少类地系外行星模拟往往将行星表面与大气简化为均匀状态，例如单一地形与一致云层；但真实地球在任一时刻同时包含海洋、森林、沙漠与冰盖等多种地表类型，并伴随不均匀云层覆盖。不同地表在不同波长下的反射差异，以及云层对反射光的干扰，都会削弱或掩盖“红边”信号。

由扎卡里·伯尔（Zachary Burr）领衔的团队采用真实的三维地球模型，模拟地球在一天内九个不同时间点的观测外观，以体现自转导致的地表轮换暴露。研究人员将模拟数据输入名为ExoReL的反演框架，并扩展其能力，使其能够处理反射率随波长变化的地表特征，而非假设地表响应“平坦且均匀”。

研究结果显示，在存在云层覆盖且光谱数据经过平均处理、以模拟真实望远镜所需较长观测时间的情况下，只要可见表面中陆地占比超过一半而非以海洋为主，“红边”信号仍有望被检测到。团队还表示，他们能够将反射率突跃的位置限定在约70纳米的范围内，认为这一精度足以用于区分生物与非生物成因。

研究人员认为，系外行星观测无法保证目标始终以同一面朝向观测者，云层也不会按需消散。在零散云层、混合地形与自转等复杂条件下，“红边”信号仍可能保留可探测性，意味着未来面向可居住世界的观测任务在生命线索搜寻方面或拥有更明确的目标。