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29颗外星星球正观测地球,星际探测迎来新可能

摘要: 当人类在注视着宇宙时,外星生命也可能一直在观察着我们。根据天文学家们的最新研究报告,在地球的宇宙邻居中,有29颗潜在的星球能够观测、接收人类活动的信号,而这份名单可能将帮助我们在未来的航天探索中,进一步寻找外星生命。

当人类在注视着宇宙时,外星生命也可能一直在观察着我们。根据天文学家们的最新研究报告,在地球的宇宙邻居中,有29颗潜在的星球能够观测、接收人类活动的信号,而这份名单可能将帮助我们在未来的航天探索中,进一步寻找外星生命。


凌日星图的启发

早在2009年,德国马克斯·普朗克太阳系研究所的天体物理学家和行星探测专家勒内·海勒(René Heller)就开始思考,当人类在探索外太空时,是否也有外星人在用同样的方法探查地球。当时他正在通过凌日法制作星图,突发奇想到,也许正有一群外星科学家和他做着相同的工作,制作能引领他们找到地球的星图,“然后我们试图在脑海中换位思考”。2016年,他和一位同事发表了论文,列举了82颗有可能寻找地球的恒星。“它们可能已经看到了我们,或者可能正在看到我们在穿越太阳,”海勒说,“而且,他们可能感到不得不向我们发送某种信息。”


过境法(凌日法)是天文学家们寻觅太空中的潜在目标的主要手段之一。简单来说,当一颗行星在其宿主恒星前面经过时,它会阻挡一部分光线,当从地球上观察时,这种变化可以被测量,天文学家由此能够探测系外行星和太阳系内的天体。不过,通过这种方法获得的星图只能代表当下的情景,由于恒星一直在移动,星图所记录下的“能观测地球的外星球”名单也会一直变化。


纽约康奈尔大学卡尔·萨根研究所主任、天文学教授丽莎·柯廷安(Lisa Kaltenegger)和纽约市美国自然历史博物馆的高级科学家杰基·法赫蒂(Jackie Faherty)查询了欧洲航天局的资料,对距太阳300光年范围内的宇宙领域进行研究,从约30万颗恒星中,寻觅潜在对象。“宇宙是动态的,一切都在移动,”柯廷安表示,“我们想知道恒星保持(观测地球)这个有利位置的时间有多长,也想知道哪些恒星曾经拥有过观测机会,哪些恒星将迎来机会。在过去的5000年里,当文明开始繁荣时,以及在未来的5000年内,宇宙发生了哪些变迁。”


根据他们在《自然》杂志上刊登的最新研究,我们所在的宇宙邻近区域已发现了1715个恒星系统,在其中的行星都可以观察到近5000年中曾在太阳表面过境的地球。而在这些星系中,有46个星系离太阳系更近,其中共有29颗潜在的宜居行星可以目睹地球凌日,并截获人类活动的信号,并由此判断出地球上存在智慧生命。此外,在未来的5000年中,还将有319颗恒星进入合适的位置,坐上观测地球的“一等席”。


他们能听到什么?

那么,如果这些恒星上真的有外星生物存在,他们能听到什么?根据报告,这些星球大多都能捕捉到人类发出的无线电讯号,包括广播、电视信号等。


比如根据研究,一颗名为Ross 128的恒星就可以接收到来自地球的广播。它是室女座的一颗红矮星,它距离地球约11光年,其行星的体积几乎是地球的两倍。在2000多年的时间里,该行星系上任何装备合适的生命都可以发现地球凌日。不过,它在900年前失去了有利的观察位置。而在45光年之外,另一颗名为Trappist-1的恒星也可以监听人类的广播。这颗恒星拥有至少7颗行星,其中4颗位于温带宜居带,但它们要在1642年之后才能看到地球凌日,届时人类是否还居住在地球上,仍是未知数。


“在我们的恒星名单中,有75颗恒星可以看到或正在看到地球过境太阳,它们会在同一时间收到来自我们的无线电波,也会知道我们的音乐品味。”柯廷安说。至于为什么地球仍未收到来自太空的信号,理由有很多。


首先,随着人类其他技术的不断发展,我们对无线电的依赖逐渐减少,这减少了外星人通过广播信号发现我们的可能性。其次,300光年在天文时间尺度上只是一个很短暂的时间,而人类在100多年前才发明了无线电,向外传递讯号,初始讯号只离开了地球约100光年的距离,因此,外星科学家们可能在看到地球后发出了信号,但它们仍未跨越漫漫宇宙抵达地球。举例来说,一个距地球82光年外的文明在听到二战时的广播后,发信和我们打招呼,但我们却要等到2101年才会真正接收到信息。最后也是最有可能的一点是,人类与外星文明之间可能存在有技术壁垒,让我们无法接收到信号。“任何信息——如果它们被发送的话——可能都是用我们还不会的未来技术发送的。”柯廷安猜测。


人类主动出击

“地球可能时刻处于外星监控之中”的发现让法赫蒂感到人类的脆弱。“从某些方面来说,我们是多么容易被发现。我们围绕太阳旋转,每隔365天就会阻挡一定时间的光线。我们是一个典型的凌日行星,并且不断发出能被外界捕捉的无线电信号。”当然,没有人知道,地球附近的星球、星系上,是否真的有智慧生命存在。


半个多世纪以来,天文学家们都致力于寻找来自外星的信号。2015年,由英国天文学家史蒂芬·霍金牵头的大规模外星智慧生命搜索行动“突破聆听”(The Breakthrough Listen)启动,通过无线电和光学技术,在包括整个银河系及其附近一百个星系的范围内进行搜索,捕捉任何无线电波和激光信号,以探寻在最接近地球的100万颗恒星中是否存在外星生命。2018年,美国航空航天局(NASA)发射凌日系外行星巡天卫星(TESS),旨在使用凌日方法搜索系外行星,预计将发现2万多颗系外行星,包括500至1000个与地球大小相当的行星和比地球大的超级地球(指绕恒星公转,质量约为地球2.5—10倍的行星),估计其中有20个超级地球可能位于恒星周围可居住区轨道上。此外,詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)也预计于今年发射,将被用来探测系外行星及它们的大气层特性。


柯廷安和法赫蒂的新研究,将为上述任务增加更明确的搜索目标。一直以来,人类对系外行星的搜索很少涉及银河系的黄道面(即地球围绕太阳运行的平面),那是由于这一位面恒星过多,很难探索行星。而一旦确立了具体的搜索目标,去探索可能观测地球的恒星系统,就能更精确地寻找地外智能体。“一旦TESS卫星在目标恒星周围发现了新的行星,我们就可以给它们建模,了解它们是否可能和地球情况相当,然后指示詹姆斯·韦伯太空望远镜进行长期观察,查看这些星球的大气中是否存在生命迹象,”柯廷安表示,“在一个已经能够发现地球的星球上找到生命,那结果将多令人着迷。”


新闻及图片来源:卫报、CNN、NPR、每日邮报,部分图片来源于网络

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