银河系中与我们最接近的智慧文明可能距离3.3万光年，但……

/如何才能诞生智慧文明？

最近在EPSC-DPS2025联合会议上发表的一项新研究指出，银河系中与我们最接近的智慧文明可能距离我们3.3万光年。若要与人类同时存在，该文明至少需拥有28万年历史，甚至可能已存在数百万年之久。

综合考量这些因素后，地外文明探索（SETI）成功的可能性似乎很渺茫。

系外行星开普勒-168b的艺术印象图

一颗行星大气中的二氧化碳含量越多，它能维持生物圈和光合作用的时间就越长，并能防止大气逃逸到太空中——但这需要精妙平衡：过量二氧化碳可能引发失控的温室效应，或使大气变得有毒而无法支持生命。

同时，由于板块构造能够调节大气中的二氧化碳含量，因此宜居行星必须具备板块构造。然而，板块构造从大气中吸收的二氧化碳最终会被封存于岩石中，而不是参与循环。换言之，当大气中被吸收的二氧化碳达到临界值时，光合作用将停止运作。对地球来说，这预计将在大约2亿到10亿年内发生。

地球大气主要由氮气（78%）和氧气（21%）构成，同时含有二氧化碳（0.042%）在内的微量气体。研究人员模拟了一颗二氧化碳含量为10%的行星，发现它的生物圈可以维持42亿年。而大气中二氧化碳含量为1%的行星则最多使生物圈维持31亿年。这些星球还需要不少于18%的氧气——不仅高等动物需要更多的氧气，此前有研究表明，如果氧气水平低于18%，就无法进行露天“烧烤”。没有火，金属冶炼就不可能实现，技术文明亦无从谈起。

接着，研究人员将这些星球上生物的寿命与技术文明的演化时间（地球上为45亿年）进行了对比。综合所有因素后，研究人员得出结论：若某行星的二氧化碳浓度达10%，其技术文明至少需存续28万年，才有可能与我们同时代。这意味着，如果我们真的探测到外星智慧文明，对方大概率会比我们古老得多。

另一方面，这些数据推算出最近的科技文明可能距离我们约3.3万光年。太阳距银河系中心约2.7万光年，这意味着离我们最近的科技文明可能位于银河系的另一侧。

研究者指出，上述结论并非绝对——还有其他因素应被考虑在内，比如生命的起源、光合作用的起源、多细胞生命的起源以及智能生命发展技术的频率等等，但这些因素目前还无法量化。如果这些因素中每一个发生概率都较高，外星人可能就不那么罕见了。如果这些因素普遍发生概率较低，那么我们就需要有更悲观的预期。

/可能是一种全新的天体：黑洞恒星

科学家们利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）发布的数据发现了神秘的“小红点”。当时研究人员推测，这些天体可能是大爆炸后5亿至7亿年就已形成的星系。我们的宇宙约为138亿年前形成，因此这些“小红点”成熟度堪比现今银河系（约136亿岁）。

现在，一篇新论文指出，“小红点”可能不是星系，而是一种全新的天体：黑洞恒星。

黑洞恒星的艺术想象图

研究人员分析指出，“小红点”的密度非常大，外观看起来就像核聚变恒星的大气层。但驱动它们的其实不是核聚变，而是超大质量黑洞——这些黑洞高速吸积物质，将其转化为能量并释放光线。也就是说，科学家们原认为“小红点”是一个充满了多颗冷温恒星的小星系，但实际上它是一颗巨大的超低温恒星。

与普通恒星相比，这类恒星的温度较低，因此光线微弱。一般来说，超大质量黑洞周围的气体通常非常热，高达数百万摄氏度，但这些“红点”黑洞发出的光却主要源于极低温气体——根据其光波长特征，它们类似于低质量冰冷恒星的大气。

大多数星系中心都存在黑洞。在某些情况下，这些黑洞的质量可达阳的数百万甚至数十亿倍，其引力之强足以将邻近物质转化为能量并发出光芒。虽然我们还不知道它们究竟是怎么来的，甚至一度搞错了它们的身份，但就算犯错了也没关系。宇宙远比我们想象的要奇怪得多，我们所能做的就是跟随它的线索——未来仍将有更多惊人发现等待着我们。相关研究已发表在Astronomy & Astrophysics上。

/上得宇宙钻孔，下可家里逗猫

激光不仅能逗猫玩耍、在PPT幻灯片上标注重点，还能在冰冷的星球上钻孔——一篇发表在Acta Astronautica上的新论文是这么宣称的。该论文描述了一种新型激光钻机，可在太阳系内各类冰冻表面上钻孔。

这篇论文试图解决的问题很简单——在其他行星和彗星上，钻冰通常会使用“冷冻钻机”，即通过热接触融化冰。但这类钻机需耗费不少能量，成本高昂。为什么不试试激光呢？激光能解决许多问题：体积小、功耗低，无需与冰体直接接触即可作用于任意表面。

用激光融化冰

为了验证这个想法，研究人员对三种冰进行了实验，它们代表了太阳系中可能发现的不同类型的冰。

实验结果显示，激光钻机能相对较快地形成深孔。话虽如此，它确实也存在一些缺点，比如钻出的钻孔只有6.15毫米宽，这导致冰层表面下方几乎没有空间容纳探针或其他设备。而且，在地球上钻孔达在一定深度后会发生“挤压闭合”现象，这在其他行星上也是个潜在问题。

总之，这项研究标志着人们在太阳系冰体深层钻探技术方面迈出了重要一小步（考虑到实验中钻探深度仅约25厘米）。从长远来看，激光技术无疑是极具可行性的方案。或许在不久的将来，激光能融开太阳系里某颗星球的地表。可惜的是，那里大概不会有猫追着它的光跑。

/“星际旅客”播种星星

最近一项新研究指出，像3I/ATLAS这样的星际物体在年轻恒星周围的行星形成盘中被捕获后，可能会成为巨行星的种子，从而解决了理论模型此前无法解释的障碍。

星际天体是指类似小行星和彗星的天体，它们被母星系抛出后游荡于星际空间，偶尔会遇到其他恒星系统。自2017年以来，天文学家已探测到三颗穿越太阳系的星际天体：1I/'Oumuamua、2I/Borisov以及2025年夏季发现的3I/ATLAS。

星际天体3I/ATLAS

然而，星际物体实际上可能比看起来更有影响力——德国科学家Susanne Pfalzner教授说，“星际天体可能加速行星形成过程，特别是在大质量恒星周围。”

行星形成于年轻恒星周围的尘埃盘中，通过吸积过程形成逐渐变大，最后变成行星级天体。然而，理论学家很难解释，在年轻恒星周围混乱的行星形成盘中，大于一米的物体要如何通过吸积形成——计算机模拟显示，岩石在碰撞时要么相互弹开，要么碎裂，很难聚在一块。

星际天体或许能突破这一困境。Susanne的模型表明，行星形成盘可以通过引力捕获数百万个类似1I/'Oumuamua的星际天体——注意，1I/'Oumuamua长度约100米。换言之，星际天体相当于行星的种子。如果这一猜测成立，那么它将解开另一个谜团。在最小、最冷的恒星（即M型矮星）周围，像木星这样的气态巨行星非常罕见，后者更常见于类似太阳的大质量恒星周围。

矛盾的是，类太阳恒星周围的行星形成盘仅能维持约200万年。要在如此短的时间尺度内形成气态巨行星可不容易。但如果把被捕获的星际天体当作种子，使其吸积更多物质，便能加速行星形成过程，从而实现“200万年内诞生巨行星”的目标。Pfalzner说，她下一步计划对捕获星际天体的成功率进行建模，从而进一步检验猜测的正误。相关研究已发表在EPSC-DPS2025 Joint Meeting in Helsinki上。

/恒星形成是由什么决定的？

近日，由中科院国家天文台星际介质与恒星形成团组领衔的国内和国际研究团队在恒星形成领域的基本问题之一：恒星形成是由什么决定的方向取得重要突破，发现引力束缚气体是恒星形成的决定性因素。一旦达成引力束缚，气体将以统一的效率转化为恒星。该成果已发表在《Astronomy & Astrophysics》上。

图为利用N-PDF方法计算出的引力束缚气体质量（Msgb）与恒星形成率SFR在银河系分子云中呈紧密线性相关

恒星形成是发生在天体物理不同尺度，不同宇宙时期的基本过程，受引力、湍动、磁场、外部环境、化学演化等因素共同影响，复杂度高，目前还没有统一的理论体系可以完整描述。理解恒星形成率以及恒星形成效率最终由什么因素决定，是恒星形成领域目前尚未解决的三个重大问题之一。其中最大的难点在于从观测角度而言，所有观测到的物理参量，它们的引力、湍动、磁场等对星际介质的作用在空间上交织在一起，独立贡献难以区分。而作为一种妥协方案，人们对观测到的恒星形成率与气体含量在时间和空间尺度上取平均，建立起经验性的关系，其中最著名的就是Kennicutt-Schmidt law，又被称为恒星形成定律，被广泛用于计算星系尺度的恒星形成率。但其本质仍然是一个经验关系，物理背景不明，准确度很有限。

国台研究团队另辟蹊径，创新性地运用柱密度概率分布函数（N-PDF）的方法，在密度空间而非物理空间上，将高密度、呈幂律分布的自引力主导气体与低密度、呈正态分布的湍动主导气体分开，利用尘埃发射的光薄特性计算其总质量，首次大样本精确测量了分子云中完全由引力束缚的气体质量，发现其与恒星形成率呈现完美的线性相关，在银河系分子云中跨越4-5个质量和尺度量级而成立，效果远超过去用单一密度阈值判断恒星形成气体总量等其他方法。在银河系内从小到大的分子云尺度上，引力束缚气体的恒星形成效率是一致的，不随环境而改变。这一结果首次揭示了引力束缚气体是恒星形成的决定性因素。引力束缚气体总量决定了分子云的恒星形成率；而一旦达成引力束缚，所有的气体将遵循统一的效率转化为恒星，其数值约为每百万年转化0.4%。

这一发现不仅揭示出了恒星形成活动内在的、最本质的驱动力，还将在恒星形成观测、理论、及数值模拟方面产生重要和深远的影响。它可以作为独立测量恒星形成率的工具，相对K-S law而言具有明确的物理内涵，同时又可以为数值模拟提供更精确的恒星形成率计算方案。

参考文献：

[1]https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2025/planets-without-plate-1.jpg

[2]https://phys.org/news/2025-09-planets-plate-tectonics-carbon-dioxide.html

[3]https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2025/mysterious-red-dots-in.jpg

[4]https://phys.org/news/2025-09-mysterious-red-dots-early-universe.html

[5]https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2025/lasers-can-melt-throug.jpg

[6]https://phys.org/news/2025-09-lasers-extraterrestrial-ice-efficiently.html

[7]https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2025/how-interstellar-objec.jpg

[8]https://phys.org/news/2025-09-interstellar-similar-3iatlas-jumpstart-planet.html

[9]http://nao.cas.cn/news/ky/202509/W020250930387137023961_ORIGIN.jpg

[10]http://nao.cas.cn/news/ky/202509/t20250930_7983196.html

来源：中国国家天文

编辑：子木

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