另一个限制条件是地外生命应该与地球上生命有类似的化学组成。天文观测表明，除少数例外，整个宇宙中化学元素的分布相当均匀，因而完全有理由相信在遥远行星上也能找到构成全部有机分子所需要的材料。事实上已经在不少地方发现了许多比较复杂的有机分子。因而可以认为，生命在某个地方只要理论上说可以形成，实际上也确实会形成。于是银河系中就会有100万颗行星能有生命诞生，不过每颗行星上的生命应当处于不同的进化阶段。
作为探索太空奥秘的工作的一个部分，科学家也在积极地探索地球以外的生命，也在积极地搜寻有没有外星人的信息。这种科学的探索早在20世纪50年代就开始了。 1959年，科可尼和莫里森两人合写了一篇文章，登在英国著名的《自然》杂志上。文章说根据他们的计算，如果宇宙中别的地方有智慧生命，而且它们的科学水平和我们1959年的水平相当。那么，它们应该可以收到地球人发射的无线电信号。同样，如果它们想向我们发射无线电信号，我们也可以收到。尽管距离极其遥远，需要几千、几百年才能交谈一句话，但是毕竟是可以交流的。他们俩还研究了进行星际无线电波交流的最佳波长，这个波长是氢原子的21厘米波长。因为，氢是宇宙中最丰富的元素，而且它的21厘米波长也容易探测到。
这篇文章大大地激发了人们探测地外文明的热情，增强了人们的信心。因为它告诉我们，只要有外星人，只要外星人的科技水平和我们差不多，我们之间就可以互相交流。这篇文章是科学的探测外星人的开始。
16世纪，有人用望远镜观测火星时，发现了许多互相交错的网纹，便以为那是“火星人”开凿的“运河”。1935年，美国一家电台广播说火星人来到了地球，引起了一场虚惊。而英国一位作家创作了一本名为《大战火星人》的科幻小说，其中对火星人作了许多绘声绘色的描述，更引发了一系列有关“火星人”的小说和电影的诞生。
到底有没有火星人？在只有望远镜的时代，它一直是个谜。到了20世纪60年代，探测飞船终于上到了火星，解开了这个一直困扰人们的谜：火星比地球冷得多，表面到处是泥土石块，经常狂风大作，飞沙走石，上面没有任何生物，当然更没有火星人。这个谜解开以后，天文学家进一步分析认为：在太阳系里，除地球外，其他行星都没有生物生存所必需的环境条件。因此，地球上的人类是太阳系里唯一有智慧的生物，要找外星人，必须到太阳系之外。
1972年，美国发射了“先驱者10”号飞船，它于1987年飞出了太阳系，飞船上的金属片刻画了人类的形象、人类居住的地球以及太阳系的位置。1977年，美国的“旅行者1号”又给外面的世界带去了更丰富的信息，包括一部结实的唱机和一张镀金的唱片，唱片上收录了几十种人类语言和多首音乐作品（其中有中国的古曲）。人们热切地期望外星人会收到它。
为了和外星人取得联系，科学家们甚至还制造了庞大复杂的设备，试图向外星发射信息和接收来自外星的信息。但是，经过了许多努力，人们依然没有找到外星人。一些见到外星人的说法也仅仅是传说，难以得到有力的证实。
据报道，美、俄两国专家目前正在联合研究一种来自外太空的神秘电讯号，这些电讯号被认为是发自5万年前的某个星球的求救呼叫，据说科学家们已成功地利用计算机将这组讯号的主要部分破译出来了，大意为：请指引我们到第4宇宙，发生爆炸。我们的处境十分危险。我们的时间117098，位置在12银河系。
关于外星人的传说话众说纷纭，外星人的形状在人们的想象中也是形态各异。人们还有金星人、火星人、小绿人、外星巨人等等推测或猜想，但目前均未找到确凿的证据。地球人正在努力寻找来自外星的知音，但是结果如何，至今还是一个谜。
星云说
星云说是提出最早，也是在当代天文学上最受重视的一种关于太阳系产生的学说。最初的星云说是在18世纪下半叶由德国哲学家康德和法国天文学家拉普拉斯提出来的。他们认为太阳系是由一块星云收缩而成的。现代星云说完善了这种说法，认为形成太阳系的是银河系里的一团密度较大的星云。
在火星上寻找生命
火星很像地球，它不仅有坚硬的固体表面，而且在它上面也有四季的交替。尤其令人瞩目的是，在望远镜中看到它那白色的极冠，竟随着季节在增大或缩小，好像地球上白雪皑皑的两极，由于夏季温度升高冰雪消融，冬季温度降低冰雪又重新冻结一样。同时火星表面暗黑区域也在随季节变化，好像那里也和地球一样，植物在春季发芽，夏季繁茂，秋季结果，冬季凋零。由此人们想象着火星上也许是生机盎然的世界。但实际上火星表面干燥，昼夜温差100摄氏度以上，最低温可达零下139摄氏度，大气稀薄，不适于生命物质生存。但火星上存在着由流水形成的干涸河床，说明古老年代里，可能有过液态水在那里流过，当时的生命物质可能是因火星环境的逐渐恶劣而消失。
2001年2月26日，美国国家航空航天局宣布，科学家们发现了在火星上可能存在原始微生物的新的有力证据。该局在一份声明中说，一支国际研究队伍对一块在南极发现的火星陨石进行了检测，结果在石内发现了呈长链状排列的磁晶体，这样的排列形状只有在微生物的作用下才会形成。
声明说：“我们发现的这种长链是微生物作用的产物。如果没有有机体的作用，这种磁性长链立即就会因磁力崩塌。”链中的每个磁晶体都是一粒非常细小的磁铁，而磁铁是铁的氧化物，就像铁锈一样。
持反对观点的人很多，美国首席生物学家佩斯谨慎地认为，在火星找到生命的可能性不大。因为在人类所处的太阳系，除了地球以外，还没有哪个星球拥有适合生命存在的条件。但他补充，或许高达27500米的火星奥林匹斯山下的土壤，可以帮助地下水进行循环，这是火星生命可能存在的最好地方。
太空专家研究指出，火星地下冰冻水的水域面积达到57441平方千米、水深281米，比容量4875立方千米的美国密执安湖两倍还多。如果换算成面积为4583平方千米、水深186米、湖水容量854立方千米的青海湖，则足以填满超过114个青海湖。
根据初步估计，火星地下含冰层的深度随纬度不同而有所差异。在火星南纬60度地区，表面之下60厘米处就是含冰层。南纬75度地区的含冰层相对较浅，距离火星表面仅30厘米。除南半球外，火星北半球也有类似的地下含冰层。以质量测算，火星含水层中冰冻水比例可能达到20%~35%。
在火星上发现了水，水又恰是生命诞生的泉源，于是火星生命的存在与否又成了一个空前的焦点话题。诚如美国国家航空航天局的负责人所说：“我们将沿着水的痕迹继续在火星上寻找生命。”
有机生命能否在太空诞生
20世纪60年代，轰动天文学界的大事要首推星际分子的发现。长期以来，人们总认为星际空间，除了它固有的一些天体物质外，再没有别的物质了，它是一片真空。在以后的不断探索中，天文学家才终于发现，在星际空间充满了各种微小的星际尘埃、稀薄的星际气体以及各种宇宙射线和粒子流。到目前为止，已发现的星际分子多达50多种，其中既有无机分子，也有有机分子。
星际分子的发现，无疑为推测地球之外的其他星球存在生命物质，甚至可能是有高等智慧的生命物质，提供了重要的依据。我们知道，构成生命的基础——蛋白质的主要成分是氨基酸分子。它是一种有机分子，目前尽管在宇宙太空中还没有直接观测到它，但是，模拟实验表明，在地面实验室里用氢、水、氧、甲烷及甲醛等有机物可以合成氨基酸，而这些原材料在太空中大量存在。不难想象，只要在太空中有适合的环境，有机生命的诞生是完全可能的。然而，这还仅仅是一种推测，真正的奥秘还需要通过更深入的探索研究，才能揭开。
SS443中的奇异现象
1978年，天文学家发现了一个奇异天体，叫做SS443。它在牛郎星附近，是银河系的一员，离地球大约11万光年。其实，这个天体在50年前就被人们发现过，当时人们只把它当做普通的恒星，没有引起重视。后来，它被编入由斯蒂芬森和桑杜列克两人合编的星表。因为他俩的姓的头一个字母都是S，这个天体在星表中排在第443号，所以称为SS443。
SS443所以成为一个谜，是因为人们发现，在它的光谱中有许多发生了很大红移和很大蓝移的氢的谱线。一般讲，引起谱线移动的原因是天体运动。红移意味着天体离我们远去，蓝移显示天体向我们飞来。SS443的光谱表明，天体中的一部分物质正以每秒3万千米的速度向我们飞来，而另一部分物质却以每秒5万千米的速度离我们而去。同一个天体以两种相反方向运动，这是普通恒星不可能有的现象。因此，SS443的出现，使科学家大惑不解。
人们还发现，1977年9月到11月这两个月里，SS443的红移量和蓝移量都越来越大，可是到了年底又逐渐减小。经过持续的观测，人们才明白它的红移和蓝移都在发生周期性的变化。因为许多新的天文发现都是从某种天体的周期特征开始的，所以人们预计，SS443很可能藏有一些新的宇宙奥秘。
SS443到底是什么，人们至今还只能猜测。有人说它不过是个黑洞；有人认为是沿着两个相反方向喷射物质的天体。
红移
在物理学和天文学领域，红移是指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低。红移的现象目前多用于天体的移动及规律的推测上。红移有3种：多普勒红移：由于辐射源在固定的空间中远离我们所造成的；引力红移：由于光子摆脱引力场向外辐射所造成的；宇宙学红移：由于宇宙空间自身的膨胀所造成的。
月球正、背面差异之谜
月球是地球的唯一卫星，由于月球绕轴自转的周期与绕地球公转的周期相同，都是273天，所以几十亿年来，它总是以同一面对着地球，人们只能看到月貌的59％，它的背面形态如何就成为人类文明史上的千古之谜。直到1959年10月，前苏联的“月球3”号探测器拍得了月背的第一批照片，才使人类看到了月背的概貌。但是随着观测的深入，今天的月背之谜比过去更多，更复杂了。这主要是月背与月球正面的显著差异，令人迷惑不解。
月球背面与正面的最大差异是它的大陆性。在总共30来个月球“海洋”、和“湖”、“沼”、“湾”等凹陷结构中，90％以上都在正面，约占正半球面积的一半。月背上完整的“海”只有两个，仅占背半球面积的不足10％，月背其余90％多的地方都是山地，山地的分布呈现出几个巨大的同心圆结构，地形严重凹凸不平，起伏悬殊，这种地势是正面所没有的。
70%月背面积图另一怪事是月球的最长半径和最短半径都在月背。一般天文学书上说月球直径3476千米或半径1738千米，都是指平均值。实际上，月球半径最大处比平均半径长4千米，最小处比平均半径短5千米，而且都在月背。
月球正、背之差的又一表现是月瘤都集中在正面。月瘤也叫月质量瘤，是月球表面重力比较大的地方，科学家们估计，在这些地方的月面以下集中着比较多的高密度物质。此外，月球上还有些地方重力分布小于正常值。奇怪的是，月瘤所在的正异常区和重力偏小的反异常区都在正面，而且发现了多处，月背上却一处也没有。
为什么会造成月球正面与背面这些显著的差异呢？科学界有种种不同见解。有人认为，当地球运转到太阳与月亮之间，月亮上便发生了日全食（在地球上却是月全食），日全食会形成月正面巨大温差，一次又一次温度骤变造成了正背面的差别。有人认为，是地球吸引月球而使月球发生像潮水涨落那样的现象，即“固体潮”造成了正背面的差别。但这些解释都不大令人信服。多数人认为，应该从月球自身的结构和运动来说明月背之谜，但是今天还没有一个好的说明。
木星橘红斑形成之谜
1973年12月，美国宇宙飞船“先锋10”号拍下了木星表面的彩色照片。人们发现在木星的南半球有一个色泽鲜艳的橘红斑。这与罗巴特·福克在1664年画的木星图中的橘红斑很像，也同1831年留下的木星照片一样。这就说明，木星上的橘红斑至少已经存在300多年，并且位置也没有太大变动。这个橘红斑究竟是什么？至今还是一个谜。
木星红斑科学家研究表明，木星大气层的温度低达零下129摄氏度。但是，根据美国1973年的探测，木星内部的温度却很高。于是有人推测橘红斑是木星内部温度最高的地方。内部的物质形成柱状漩涡，不断向外喷发，柱状漩涡与大气发生作用，形成橘红色物质。但这种说法现在缺乏证据。还有人设想，大橘红斑是木星产生卫星的地方。也有人认为，橘红斑就是带橘红色的一氧化碳的漩涡在木星大气层移动形成的。