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神秘的恒星系统,完美的熟悉轨道,引发了科学家对外星技术的探究

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天文学家发现了一个距离地球仅 100 光年的奇特恒星系统,它有六颗小行星围绕着一颗红矮星,它们的轨道呈现出数学上的完美比例。这让科学家们怀疑这个系统是否隐藏着外星技术的信号,或者是地球以外高级生命的证据。为了探测这种可能性,研究人员使用了世界上最大的可转向望远镜,对这个系统进行了无线电波的扫描。虽然没有发现明确的技术信号,但研究人员表示,他们还没有放弃希望,这个系统仍然是未来搜索的一个有趣目标。


在我们的宇宙中,有些恒星系统是如此的奇妙,以至于让我们不得不怀疑,它们是否是某种智慧生命的创造或干预的结果。去年年底,天文学家就发现了这样一个令人惊叹的恒星系统,它的名字叫做 HD 110067,距离我们只有 100 光年,大约相当于 1000 亿公里。

这个系统的主星是一颗红矮星,它的质量和半径分别是太阳的 0.6 倍和 0.6 倍,表面温度大约是太阳的一半。围绕着这颗恒星,有六颗小行星,它们的大小都不超过海王星,也就是太阳系中第四大的行星。这六颗行星非常靠近它们的主星,它们的轨道周期分别是 2.35 天、3.56 天、5.40 天、8.26 天、12.76 天和 19.38 天。如果你仔细观察,你会发现,这些数字之间有一种惊人的规律,它们几乎是一个完美的 3:2 的比例关系。也就是说,每当内侧的一颗行星绕恒星转三圈,外侧的一颗行星就转两圈,这种现象被称为轨道共振。

轨道共振是一种稳定的轨道配置,它可以使行星之间的引力相互平衡,避免发生碰撞或偏离轨道。在太阳系中,木星的四颗伽利略卫星就是一个典型的例子,它们的轨道周期之比是 1:2:4:8。但是,HD 110067 系统中的轨道共振却是非常罕见的,因为它涉及了六颗行星,而且它们的轨道非常紧凑,最外侧的一颗行星距离恒星只有 0.1 天文单位,相当于地球和太阳距离的十分之一。这种轨道配置的概率是非常低的,它需要非常精细的调节和演化,才能达到这种数学上的完美。


这个恒星系统的奇特之处,引起了科学家们寻找外星技术或技术信号的兴趣,他们认为这将提供地球以外高级生命的有力证据。外星技术或技术信号,是指一些不是自然产生的,而是由某种智慧生命创造或使用的,具有一定目的和功能的物体或信号,比如人类的卫星、飞船、无线电波等。如果我们能在太阳系外发现这样的技术或信号,那么就意味着我们找到了宇宙中的其他文明,这将是人类历史上最重大的发现之一。

为了探测这种可能性,研究人员使用了世界上最大的可完全转向望远镜–位于西弗吉尼亚州的绿岸望远镜(GBT),对 HD 110067 系统进行了无线电波的扫描。无线电波是一种电磁波,它的波长很长,可以穿透大气层和星际尘埃,适合于远距离的通信和探测。在我们自己的宇宙小天地里,卫星和望远镜发出的无线电波在太阳系的平面上传播,这意味着如果太阳系外的人看到地球穿过太阳,他们也许就能接收到与行星过境相吻合的信号。同样地,如果 HD 110067 系统中的某颗行星上有类似的技术,我们也有可能在它过境时捕捉到它发出的无线电波。

研究报告的合著者、加州大学伯克利分校 "突破聆听 "生命搜索项目的射电天文学家史蒂夫-克罗夫特说:从地球上看 HD 110067,我们看到的是这六颗行星在其系统的平面上–如果存在这样的信号,这种视角会让我们有极好的机会捕捉到这种信号。

"克罗夫特说:"我们太阳系的技术已经扩散到宜居带之外。他说,因此,HD 110067 中的技术友好型文明(如果有的话)可能已经在该星系的多个行星上建立了通信中继站。"即使结果是否定的,也能告诉我们一些东西。


当宣布发现 HD 110067 时,克罗夫特和他的团队使用了 GBT,在该系统中寻找外星技术的迹象。研究人员寻找的信号是:当望远镜对准该系统时,信号持续存在,而当望远镜转向别处时,信号就消失了,这就是 HD 110067 的技术信号。

但这种信号很难与自然界的无线电波源和人类自身的技术信号区分开来,比如连接到 Wi-Fi 的手机发出的无线电波、SpaceX 公司在低地球轨道上的 Starlink 卫星网络。克罗夫特说,这就形成了一个信号干草堆,研究人员在其中寻找潜在外星信号的针尖。

"他说:"我得补充一点,我们不知道干草堆里是否有针。“我们真的不知道针是什么样子的”。

尽管对外星技术的样子缺乏足够的了解,研究小组还是采用了一些技术来确保探测到的信号不是本地干扰。例如,如果一个人建造了一个发射器,希望别人能接收到它,那么这个发射器就会将大量能量注入一个狭窄的频率范围。相比之下,自然天体物理现象会在更广的范围内发射无线电波。


该研究的第一作者、加利福尼亚州地外智能搜索(SETI)研究所的助理研究员卡门-乔萨说:“从地球上观测到围绕外星旋转的行星上的这种发射器发出的信号会随时间漂移。这是因为行星的运动会导致多普勒效应,即信号的频率会随着信号源和接收器之间的相对速度而变化。这种效应可以帮助我们区分来自行星上的信号和来自恒星或其他天体的信号。”

克罗夫特说,搜索最终没有探测到技术信号–不过,这一结果并没有排除 HD 110067 中存在技术信号的可能性,而是告诉我们在观测时没有信号向我们的方向发射。也许,这个系统中的文明没有使用无线电波作为通信手段,或者他们的信号太弱,或者他们的信号被恒星的活动所掩盖,或者他们的信号是有意隐藏的,或者他们根本就不存在。

与此同时,发现小组正在利用欧洲航天局的 CHEOPS 太空望远镜完善六颗被探测到的行星的半径,并利用西班牙的 HARPS-N 和 CARMENES 仪器完善行星的质量。CHEOPS 是 Characterising Exoplanet Satellite 的缩写,它是一颗专门用于研究太阳系外行星的太空望远镜,于 2019 年 12 月发射升空。HARPS-N 和 CARMENES 是两台位于地面的高精度光谱仪,它们可以通过测量恒星的微小摇摆来推算行星的质量,这种方法被称为径向速度法。

关于行星大小和质量的精确数据将为我们揭示该星系的化学构成提供更多信息。利用这些信息,或许可以在某种程度上 "逆向设计 "该星系及其行星的演变过程,从而了解它们的形成机制。例如,我们可以推测出这些行星的密度、大气厚度、表面温度等特征,以及它们是否有可能存在液态水或生命。


长期以来,科学家们一直在太阳系外寻找生命,希望了解我们在宇宙中的位置,试图回答一个被思考了数千年的问题:“我们是孤独的吗?”

"克罗夫特说:"有时人们会问我,'未来 10 年你成功的机会有多大?克罗夫特说。"克罗夫特说:“我的回答是:'嗯,我不知道,但比过去 10 年要好,因为我们的搜索能力一直在增强。我们可以观测到更多的恒星系统,使用更多的方法,探测更多的信号类型。我们也可以利用人工智能和大数据分析,来处理海量的数据,提高搜索的效率和精度。”

克罗夫特对 SETI 先驱吉尔-塔特的话深有同感:"我们保留变得更聪明的权利。"也许,有一天,我们会在 HD 110067 或其他恒星系统中,找到那根针,或者那根针会找到我们。

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