找到外星人?新研究证明同步卫星寻外星文明希望大

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发布时间:2018-05-06 21:01:59
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 外媒称,利用现代仪器可以探测到与人类处于同等技术水平的外星文明。美国趣味科学网站5月1日报道称,一项新研究显示,如果外星人世界周围的同步卫星足够多,那么人类就可以用天文望远镜来发现那些外星文明。根据这项研究,如果先进的外星文明把足够多的卫星投放到他们自己的同步卫星带中,那么这些航天器就可以形成从地球上看得见的大密度的环形结构。

研究报告的第一作者、加那利群岛天体物理学研究所的赫克托·索卡斯-纳瓦罗表示:“虽然机会……不大,但关键是这是免费的。”

索卡斯-纳瓦罗模拟了环绕系外行星的同步卫星带的存在,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和该机构最近发射的“凌日系外行星勘测卫星”(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少数大型的、达到城市规模的物体,这个同步卫星带都需要达到特定的完整度才能被上述航天器探测到。

索卡斯-纳瓦罗将这一假设的同步卫星带结构称为“克拉克系外卫星带”(CEB),它是以著名科幻小说家阿瑟·C·克拉克的名字命名的。

行星亮度成探寻秘诀

天文学家已证实在太阳系外存在许多行星,而且不断有新发现。

开普勒太空望远镜和TESS都使用所谓的“凌日法”来探测行星。航天器需要长时间地观察一个恒星系统。如果一颗行星有合适的轨道,而且时机恰好,那么从望远镜的视角来看,这颗行星在经过其主恒星面前时,会导致恒星亮度小幅下降,而这有可能被探测到。

索卡斯-纳瓦罗不仅是一名天体物理学家,他还主持电台节目和播客。他说,这些工作帮助他提出了CEB的想法。一天,一位听众询问太阳是否有一颗同步卫星。

索卡斯-纳瓦罗说:“当我在思考这个问题时,我脑海中出现了一颗卫星穿越太阳圆面的图像。”他说:“这让我向自己提出一个问题:围绕遥远的系外行星的卫星在凌日过程中能否被观测到。”

围绕一个系外行星旋转的足够多的物体(或许是航天器),会导致恒星亮度在系外行星凌日之前和之后小幅下降。科学家利用这种方法发现了系外行星的光环。

索卡斯-纳瓦罗说,这种假定的外星-卫星信号具有与光环信号类似的鲜明特征——CEB和光环都是由一群围绕一颗行星运行的物体组成的——但这个鲜明特征在外观上存在着微妙的技术差异。这一信号还将揭示旋转运动的物体的离地高度,从而为人们判断这些物体是天然的还是外星人制造的提供一个重要线索。

行星环系统与行星表面的距离并不固定。但索卡斯-纳瓦罗说,如果这些物体在行星的同步轨道高度(约合3.6万公里)上运行,那么它们“几乎肯定是(外星)人造的”。

索卡斯-纳瓦罗说:“至于它们是大量小型物体还是少数大型物体,似乎并不那么重要。”

他还发现,探测到这样一个卫星带的理想环境是位于距地球100光年以内的暗红矮星周围。

这项新研究报告已经发表在《天体物理学杂志》季刊上。

卫星密度影响检测成败

天文学家几十年来一直在寻找探测外星人踪迹的方法。其中许多方法的重点是寻找比我们自己的技术先进得多的文明。

而索卡斯-纳瓦罗说,寻找与我们处于相近技术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)寻找类似于我们自己无意中(有时是故意)送入太空的无线电信号。制造卫星也可能是其他文明迈出的一步。

索卡斯-纳瓦罗说:“对极端先进文明可能存在的鲜明特征进行的研究包含了太多的臆测。CEB的优势在于它寻找的是我们已经了解的技术。”

索卡斯-纳瓦罗说,要想让我们现有的望远镜发现外星人的卫星,外星文明就必须比我们自己的文明领先一点。通过利用来自公共资源的数据汇编,索卡斯-纳瓦罗确定至少有1738颗人造卫星在环绕地球飞行,其中约三分之一是在地球同步轨道上。假设每颗同步卫星的长或宽都在1米左右,索卡斯-纳瓦罗认为地球需要远远多于当前同步卫星数量的卫星带,才能让类似开普勒太空望远镜或TESS的设备发现它们。

当然,如果围绕系外行星运行的物体更大,该系外行星的CEB就会更容易被观测到。索卡斯-纳瓦罗提到了另一个想法,即太空电梯。它可以将人们从一颗行星表面快速移动到一个始终处在同一地点上空的地球同步太空站。太空电梯和卫星的结合可以产生足以被观测到的亮度下降信号。

索卡斯-纳瓦罗的计算表明,一个可探测到的CEB将需要大量相互间隔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-纳瓦罗说:“如果我们非常幸运,而太空中开普勒太空望远镜观测的一个恒星系中恰好拥有一颗CEB密度较大的行星,那么开普勒太空望远镜肯定会看到它。”

图为凌日系外勘测卫星(TESS)。图片来自美国国家航空航天局网站(NASA)

TESS寻外星文明希望大

索卡斯-纳瓦罗提议重新分析开普勒太空望远镜在执行主要任务期间,以及该太空望远镜自2014年以来执行额外任务期间,发现的2600多颗已确认的行星,看看它们是否有外星人卫星的微弱信号。开普勒太空望远镜的相关科研人员利用计算机程序来筛选该任务收集的大量数据并识别系外行星,而寻找行星环和系外行星卫星的团队也要使用算法。一个项目是否能发现CEB取决于该项目是如何设定的。

索卡斯-纳瓦罗补充说,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的行星。

NASA的官员说,TESS的工作还只是刚刚起步,而开普勒太空望远镜的光辉旅程即将结束。该望远镜的燃料即将耗尽,可能在几个月后停止运转。

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