浙江
天文学家近日对距离地球约 124 光年的著名系外行星 K2-18b 开展了一次大规模搜寻外星文明无线电信号的行动，结果未发现可疑的人工窄带无线电发射，但显著提升了未来搜寻地外智慧文明（SETI）的技术能力。
K2-18b 位于狮子座，围绕一颗红矮星运行，处在恒星宜居带内，是近年来研究最为集中的系外行星之一。 观测显示，该行星大气中富含二氧化碳和甲烷，这一组合令其成为“Hycean 行星”的热门候选——即拥有富氢厚大气、下方可能覆盖全球液态海洋的一类世界。 这一特性也使 K2-18b 成为 SETI 研究者重点监视的目标之一。
在最新的观测中，科研团队动用了位于美国新墨西哥州的卡尔·贾斯帕·詹斯基超大阵列（VLA）和位于南非的 MeerKAT 射电望远镜，这两台设备都是目前地球上最强大的射电望远镜之一，此次联合监测行动在观测安排上也相当罕见。 不过，硬件只是工作的一部分，在射电天文学中，用于筛选和过滤数据的软件同样关键，因为望远镜接收到的大量信号都来自地球人类活动，必须通过复杂算法与潜在的天体信号加以区分。
在这项研究中，VLA 使用的是 Commensal Open-Source Multi-Mode Interferometer Cluster 系统，MeerKAT 则使用 Breakthrough Listen User Supplied Equipment（BLUSE）系统，它们是当前从海量背景噪声中筛选“可疑信号”的关键工具。 然而，如何设定筛选逻辑仍由科研人员负责，论文中提到团队在数据处理中施加了五项约束条件，以从数以百万计的信号中寻找可能的“技术特征”（technosignatures）。
首先，研究人员对已知受地面无线电干扰严重的频段进行了射频干扰（RFI）屏蔽，对落在这些频段内的信号全部剔除；如果假设外星文明“刚好”使用这些频率，人类可能需要在月球背面部署射电望远镜等方式才能真正听到对方。 其次，团队利用多普勒效应进行筛选：在行星间传播的信号，因相对运动应表现出明显的频率漂移，因此任何几乎没有多普勒变化的信号都被视为来自地球本身而被直接排除。
在信噪比（SNR）方面，研究团队作出了一个颇具争议的选择：剔除信噪比低于 10 或高于 100 的信号。 这一策略有助于排除极弱的误报，以及通常只在单个天线中出现的强仪器伪迹，但也有可能把真实但相对微弱的外星信号一并滤掉。 研究还利用多波束分析：望远镜在天空中形成多个“波束”，其中一个直接指向 K2-18b，其余指向别处，如果信号来自该行星，应只出现在对准 K2-18b 的波束中，而地面干扰则往往同时出现在多个波束里。
另外一种潜在的方法是“凌星过滤”——如果信号来自行星本身，那么在行星从恒星背后掩食的阶段应暂时消失。 不过，由于此次观测窗口内没有发生 K2-18b 的“二次凌星”，这一检查并未真正启用。
在应用上述多重筛选后，团队报告称，在整个观测窗口内虽然检测到数以百万计的潜在信号，但没有任何一个通过全部过滤条件，最终未发现任何可被认定为来自 K2-18b 的窄带人工无线电“技术特征”。 对于期望“听到”外星文明的人而言，这一结果或许略显失望，但对科学而言，这正是向前迈进所需的过程。
通过对该行星系统的彻底扫描并确认“未检出”，研究团队得以为该系统中可能存在的发射器功率设定“上限约束”。 论文指出，如果那里存在文明，其无线电发射功率至少不会显著强于类似已经坍塌的波多黎各阿雷西博雷达那样的地面设施，也就是说，对方并没有用远超这一水平的巨大射电“灯塔”向宇宙高声呼喊。
更重要的成果在于此次工作对自动化过滤系统的一次“概念验证”。 在 VLA 和 MeerKAT 联合观测中产生的数百万条信号记录，几乎不可能依靠人工逐条检查，而本次研究展示的算法和软件流程为未来大规模搜索奠定了基础。 当更大型的射电设施——例如平方公里阵列望远镜（Square Kilometer Array）——投入使用后，这些技术将帮助科研人员从更为庞大的数据洪流中高效筛选潜在外星文明信号。
研究团队指出，尽管 K2-18b 目前仍然“安静”，但人类监听宇宙的能力正在不断提升，一旦那里或其他世界上的智慧生命开始“开口说话”，人类将更有能力第一时间捕捉到这些来自宇宙深处的呼唤。 相关结果已以题为《利用 VLA 和 MeerKAT 针对 Hycean 候选行星 K2-18b 开展窄带技术特征搜寻》的论文形式公开在预印本平台 arXiv 上。
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