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寻找外星文明或现曙光 同步卫星带是“指路明灯”

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2018-05-09 09:52  来源:  
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“克拉克系外卫星带(CEB)”艺术概念图以及科幻小说作家阿瑟·克拉克的肖像。
图片来源:美国趣味科学网站

  本报记者刘霞

  科学家认为,人类目前拥有的科学仪器可以探测到与人类处于同等技术水平的外星文明。一项新研究显示,如果一个外星人世界周围的同步卫星足够多,分布足够稠密,那么,人类就可以借助用来发现未知行星的天文望远镜,找出那些在浩渺宇宙间飘荡的外星文明。

  首选与人类技术水平相当的外星文明

  数十年来,天文学家一直在寻找探测外星人踪迹的方法,其中大多数方法重在寻找技术上比我们先进得多的文明。

  但一项新研究主要作者、加那利群岛天体物理研究所的赫克托·索卡斯-纳瓦罗说,这些方法的问题在于,很难确定比人类更先进的文明可能采取何种技术手段。例如,在上世纪60年代,有人认为,更先进的文明可能会使用“戴森球”(Dyson sphere)和其他大结构捕获来自主恒星的能量。所谓“戴森球”其实就是直径约2亿千米、用来包裹恒星开采恒星能的人造天体,是一个利用恒星做动力源的天然核聚变反应堆。

  但索卡斯-纳瓦罗指出,如果一个文明能够成功地精炼核裂变过程,它可能从来不需要建造这样的结构。他认为,寻找与我们处于相近水平的文明会更有意义,因为我们知道,至少有一个族群遵循这样的技术思路。搜寻地外文明研究所(SETI)正是秉持这一思路,寻找外星文明发出的信息,就像我们自己无意中(有时故意)送入太空的无线电信号。

   “克拉克系外卫星带”或提供“思路”

  索卡斯-纳瓦罗认为,人类目前拥有的科学仪器可以探测到与人类处于同等技术水平的外星文明。在地球上,政府和私人公司发射地球同步卫星,用于科研、通信、侦察以及军事等领域,制造卫星可能也是其他文明采取的技术步骤。

  据美国趣味科学网站近日报道,在此思路的指导下,索卡斯-纳瓦罗提出了系外行星的同步卫星带——“克拉克系外卫星带(CEB)”的概念,其以著名科幻小说家阿瑟·C·克拉克的名字命名。

  他认为,如果一个外星人世界周围的同步卫星足够多,分布足够稠密,那么,人类就可以借助现在用来发现未知行星的天文望远镜,找出那些在浩渺宇宙间飘荡的外星文明。

  索卡斯-纳瓦罗说:“对来自极端先进文明的可能信号进行研究,这包含了太多臆测。CEB的优势在于寻找我们了解的技术。”

  他模拟了环绕系外行星旋转的同步卫星带,以了解它们是否可以被美国国家航空航天局(NASA)的开普勒太空望远镜、“凌日系外行星勘探卫星(TESS)”等仪器探测到。他发现,不管组成同步卫星带的是许多小型卫星还是一小撮大型的、类似城市规模的物体,这个同步卫星带都需要达到一定的完整度,才能被上述航天器探测到。

  索卡斯-纳瓦罗强调:“CEB的高度至关重要,至于它们是大量小型物体还是少数大型物体,似乎不那么重要。当然,如果围绕系外行星运行的物体更大,该系外行星的CEB就更容易被探测到。”计算表明,一个可探测到的CEB需要大量相互间隔100米、直径1米的卫星,或者相互间隔100公里、直径1公里的太空城市,或者是两者的混合。

  索卡斯-纳瓦罗还指出,探测到这样一个卫星带的理想环境是距地球100光年内的暗红矮星周围。

   “凌日”勘探卫星或大有可为

  索卡斯-纳瓦罗认为,开普勒太空望远镜和TESS在这一方面将大有可为。

  他说:“如果我们足够幸运,而且开普勒太空望远镜观测的一颗恒星系中恰好拥有一颗CEB密度较大的行星,那该望远镜肯定会看到它。”

  因此,他提议重新分析开普勒太空望远镜在执行主要任务期间,以及自2014年以来其执行额外任务(K2)期间,发现的2600颗已确认的行星,看看它们是否拥有外星人卫星的微弱信号。

  他还说,新一代系外行星“猎手”TESS比开普勒太空望远镜更有机会发现CEB,因为预计TESS能比开普勒太空望远镜在红矮星周围找到更多行星。

  美联社的报道指出,开普勒太空望远镜把目光投向数千光年外的恒星;而TESS卫星将把目光集中在距离我们数十或数百光年的恒星邻居身上。TESS的观测目标正是索卡斯-纳瓦罗所说的凉爽、不起眼的红矮星,它们被认为是滋生行星的温床。为了找到这些行星,TESS将同样采用开普勒太空望远镜所用的凌日法,即等候恒星亮度定期出现的快速下降,这将使在恒星面前通过的行星“露出马脚”,这是目前天文学家可以采取的最好办法。

  NASA官员说,TESS是“初生牛犊”;而开普勒太空望远镜已是“廉颇老矣”,其光辉旅程即将结束,该望远镜的燃料即将耗尽,可能在几个月后停止运转。

  在茫茫宇宙中,人类是否独一无二?寻找外星文明正是为了回答这个千古未解之谜。随着技术的不断发展,曙光似乎慢慢出现。

  (科技日报北京5月8日电)


(责任编辑:孙鹏)

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