窃听外星文明：凌星分光扫描系外行星大气(图)

Daphane

文章来源：天之文微信公众号

　　我们在宇宙中孤独吗？为了回答这个问题，在过去的几十年里，天文学家使用一系列的手段来搜索宜居行星，还有地外观测者的踪迹——到现在为止，他们并未取得成功。来自德国哥廷根(G?ttingen)马克斯·普朗克太阳系所以及加拿大麦克马斯特(McMaster)大学的研究者称，也许直到现在，搜索策略才得到了优化。他们提出，未来的搜索应该聚焦于一个天区，远方行星系中潜在的观测者在这里可以注意到地球每年一度的凌日。

　　当行星从主星前方通过时，会导致主星微弱而短暂的减暗。取决于行星的尺寸和仪器的灵敏度，这一所谓的凌星现象可以被测量到。实际上，如今我们已知的大多数系外行星都是使用这样的凌星手段被发现的。一种类似的方法——凌星分光可能能够让未来的天文学家扫描系外行星的大气，发现暗示生命存在的气体线索。


日食：当地球从太阳前方通过时，它会阻挡一小部分阳光。太阳系之外潜在的观测者可能会探测到太阳由此的减暗，并研究地球的大气。这种凌星方法帮助我们发现了如今已知的2000颗系外行星中的大半。图片版权：NASA/Axel Quetz (MPIA)　　   
   
   　　作为第一步，两名研究者辨认出了天空中的一个区域，其中的观测者可以在距离日面中心不到半个太阳半径处看到凌日现象。具有如此视角的潜在系外行星系全部位于天空中的一个窄带(也就是地球环绕太阳的轨道在天球上的投影，即黄道)内。这一带状天区的面积只相当于全天的千分之二左右。   
   
　　来自马普太阳系所的勒内·海勒(René Heller)解释说：“这一搜索策略的关键在于，它将搜索天区限制在了天空中很小的一个区域之内。因此为了了解是否存在业已发现地球的地外天文学家，我们可能只需不足一生的时间。他们可能已经发现了地球上允许生命形成的大气，并开始与这里的人类取得联系。”   
   
　　对于地外生命来说，并非每颗恒星都同样宜居。恒星质量越大，它的寿命就越短。然而较长的恒星寿命被视作高能生命发展的先决条件。因此研究者编纂了一份星表，其中的恒星不仅位于有利天区内，还有较大的概率具备进化的生命形态，也就是智慧生物。研究者整理出了82颗符合这一标准的邻近类太阳恒星。这一星表现在为SETI搜索提议充当着直接目标。   


窄带：这张插图描绘了凌日带的位置，身居其中的远方观测者可以看到从太阳前方通过的地球。图片版权：Axel Quetz (MPIA) / Axel Mellinger, Central Michigan University   
   
　　但是天文学家远远还没有了解银河系中的每一颗恒星。恒星越遥远，它的星光看上去就越暗淡。而小且寿命尤其长的恒星也尤为暗淡。为了估计这82颗邻近恒星之外还有多少恒星身居地球的凌日带内，海勒与加拿大同事拉尔夫·普德利兹(Ralph Pudritz)将天球投影到了银河系恒星密度模型上。结果是，大约10万颗邻近恒星可能拥有宜居行星，其上的居民可能已经发现了我们，并尝试与我们取得联系。   
   
　　欧洲空间局预计于2024年发射的PLATO望远镜可能能够发现其中的部分行星。来自马普太阳系所的勒内·海勒也参与了这一计划。PLATO将使用凌星法发现明亮恒星周围的小型行星，其中的一些可能与地球类似。   
   
　　海勒补充说：“PLATO甚至可能探测到凌星的系外行星，其上可能的居民或许可以看到地球凌日的过程。这样疯狂的视角可以让我们与他们都有机会借助凌星手段研究彼此的行星。”