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神秘的恒星系統,完美的熟悉軌域,引發了科學家對外星技術的探究

2024-02-29科學

天文學家發現了一個距離地球僅 100 光年的奇特恒星系統,它有六顆小行星圍繞著一顆紅矮星,它們的軌域呈現出數學上的完美比例。這讓科學家們懷疑這個系統是否隱藏著外星技術的訊號,或者是地球以外高級生命的證據。為了探測這種可能性,研究人員使用了世界上最大的可轉向望遠鏡,對這個系統進行了無線電波的掃描。雖然沒有發現明確的技術訊號,但研究人員表示,他們還沒有放棄希望,這個系統仍然是未來搜尋的一個有趣目標。

在我們的宇宙中,有些恒星系統是如此的奇妙,以至於讓我們不得不懷疑,它們是否是某種智慧生命的創造或幹預的結果。去年年底,天文學家就發現了這樣一個令人驚嘆的恒星系統,它的名字叫做 HD 110067,距離我們只有 100 光年,大約相當於 1000 億公裏。

這個系統的主星是一顆紅矮星,它的品質和半徑分別是太陽的 0.6 倍和 0.6 倍,表面溫度大約是太陽的一半。圍繞著這顆恒星,有六顆小行星,它們的大小都不超過海王星,也就是太陽系中第四大的行星。這六顆行星非常靠近它們的主星,它們的軌域周期分別是 2.35 天、3.56 天、5.40 天、8.26 天、12.76 天和 19.38 天。如果你仔細觀察,你會發現,這些數位之間有一種驚人的規律,它們幾乎是一個完美的 3:2 的比例關系。也就是說,每當內側的一顆行星繞恒星轉三圈,外側的一顆行星就轉兩圈,這種現象被稱為軌域共振。

這個恒星系統的奇特之處,引起了科學家們尋找外星技術或技術訊號的興趣,他們認為這將提供地球以外高級生命的有力證據。外星技術或技術訊號,是指一些不是自然產生的,而是由某種智慧生命創造或使用的,具有一定目的和功能的物體或訊號,比如人類的衛星、飛船、無線電波等。如果我們能在太陽系外發現這樣的技術或訊號,那麽就意味著我們找到了宇宙中的其他文明,這將是人類歷史上最重大的發現之一。

為了探測這種可能性,研究人員使用了世界上最大的可完全轉向望遠鏡–位於西維吉尼亞州的綠岸望遠鏡(GBT),對 HD 110067 系統進行了無線電波的掃描。無線電波是一種電磁波,它的波長很長,可以穿透大氣層和星際塵埃,適合於遠距離的通訊和探測。在我們自己的宇宙小天地裏,衛星和望遠鏡發出的無線電波在太陽系的平面上傳播,這意味著如果太陽系外的人看到地球穿過太陽,他們也許就能接收到與行星過境相吻合的訊號。同樣地,如果 HD 110067 系統中的某顆行星上有類似的技術,我們也有可能在它過境時捕捉到它發出的無線電波。

研究報告的合著者、加州大學柏克萊分校 "突破聆聽 "生命搜尋計畫的射電天文學家史蒂夫-克羅夫特說:從地球上看 HD 110067,我們看到的是這六顆行星在其系統的平面上–如果存在這樣的訊號,這種視角會讓我們有極好的機會捕捉到這種訊號。

"克羅夫特說:"我們太陽系的技術已經擴散到宜居帶之外。他說,因此,HD 110067 中的技術友好型文明(如果有的話)可能已經在該星系的多個行星上建立了通訊中繼站。"即使結果是否定的,也能告訴我們一些東西。

當宣布發現 HD 110067 時,克羅夫特和他的團隊使用了 GBT,在該系統中尋找外星技術的跡象。研究人員尋找的訊號是:當望遠鏡對準該系統時,訊號持續存在,而當望遠鏡轉向別處時,訊號就消失了,這就是 HD 110067 的技術訊號。

但這種訊號很難與自然界的無線電波源和人類自身的技術訊號區分開來,比如連線到 Wi-Fi 的手機發出的無線電波、SpaceX 公司在低地球軌域上的 Starlink 衛星網路。克羅夫特說,這就形成了一個訊號幹草堆,研究人員在其中尋找潛在外星訊號的針尖。

"他說:"我得補充一點,我們不知道幹草堆裏是否有針。「我們真的不知道針是什麽樣子的」。

盡管對外星技術的樣子缺乏足夠的了解,研究小組還是采用了一些技術來確保探測到的訊號不是本地幹擾。例如,如果一個人建造了一個發射器,希望別人能接收到它,那麽這個發射器就會將大量能量註入一個狹窄的頻率範圍。相比之下,自然天體物理現象會在更廣的範圍內發射無線電波。

該研究的第一作者、加利福尼亞州地外智慧搜尋(SETI)研究所的助理研究員卡門-喬薩說:「從地球上觀測到圍繞外星旋轉的行星上的這種發射器發出的訊號會隨時間漂移。這是因為行星的運動會導致都卜勒效應,即訊號的頻率會隨著訊號源和接收器之間的相對速度而變化。這種效應可以幫助我們區分來自行星上的訊號和來自恒星或其他天體的訊號。」

克羅夫特說,搜尋最終沒有探測到技術訊號–不過,這一結果並沒有排除 HD 110067 中存在技術訊號的可能性,而是告訴我們在觀測時沒有訊號向我們的方向發射。也許,這個系統中的文明沒有使用無線電波作為通訊手段,或者他們的訊號太弱,或者他們的訊號被恒星的活動所掩蓋,或者他們的訊號是有意隱藏的,或者他們根本就不存在。

與此同時,發現小組正在利用歐洲航天局的 CHEOPS 太空望遠鏡完善六顆被探測到的行星的半徑,並利用西班牙的 HARPS-N 和 CARMENES 儀器完善行星的品質。CHEOPS 是 Characterising Exoplanet Satellite 的縮寫,它是一顆專門用於研究太陽系外行星的太空望遠鏡,於 2019 年 12 月發射升空。HARPS-N 和 CARMENES 是兩台位於地面的高精度光譜儀,它們可以透過測量恒星的微小搖擺來推算行星的品質,這種方法被稱為徑向速度法。

關於行星大小和品質的精確數據將為我們揭示該星系的化學構成提供更多資訊。利用這些資訊,或授權以在某種程度上 "逆向設計 "該星系及其行星的演變過程,從而了解它們的形成機制。例如,我們可以推測出這些行星的密度、大氣厚度、表面溫度等特征,以及它們是否有可能存在液態水或生命。

長期以來,科學家們一直在太陽系外尋找生命,希望了解我們在宇宙中的位置,試圖回答一個被思考了數千年的問題:「我們是孤獨的嗎?」

"克羅夫特說:"有時人們會問我,'未來 10 年你成功的機會有多大?克羅夫特說。"克羅夫特說:「我的回答是:'嗯,我不知道,但比過去 10 年要好,因為我們的搜尋能力一直在增強。我們可以觀測到更多的恒星系統,使用更多的方法,探測更多的訊號型別。我們也可以利用人工智慧和大數據分析,來處理海量的數據,提高搜尋的效率和精度。」

克羅夫特對 SETI 先驅吉爾-塔特的話深有同感:"我們保留變得更聰明的權利。"也許,有一天,我們會在 HD 110067 或其他恒星系統中,找到那根針,或者那根針會找到我們。