永遠不會是外星人——直到真的是。12月18日,英國報紙《衛報》洩露訊息稱,一個神秘訊號來自離我們最近的恆星——半人馬座比鄰星,這顆恆星太暗以至於肉眼無法從地球上看到,但它在宇宙尺度上卻近在咫尺,僅有4.2光年之遙。該訊號於今年秋天在去年收集的存檔資料中被發現,似乎來自我們鄰近恆星的方向,並且目前還不能排除是地球上的干擾,這使得它有非常渺茫的可能性是來自某種形式的先進地外文明(ETI)的傳輸——即所謂的“技術特徵”。現在,在接受《大眾科學》採訪時,發現訊號的科學家們謹慎地表示,仍有許多工作要做,但也承認這種興趣是合理的。“它具有一些特殊的屬性,使其通過了我們的許多檢查,我們目前還無法解釋它,”加州大學伯克利分校的安德魯·西米昂說。
最令人好奇的是,它佔據了無線電頻譜中一個非常窄的頻帶:具體來說是982兆赫,這個區域通常沒有來自人造衛星和航天器的傳輸。“我們不知道有什麼自然的方法可以將電磁能量壓縮到像這樣的單個頻率倉中,”西米昂說。他表示,也許某種尚未知的等離子體物理學的奇異特性可能是這種令人著迷的集中無線電波的自然解釋。但“目前,我們所知的唯一來源是技術性的。”
這項探測是由一個名為“突破聆聽”的耗資1億美元的專案完成的,該專案由西米昂領導,並由科技億萬富翁尤里·米爾納在米爾納的“突破倡議”的框架下資助。這項多年努力的目標——始於2015年,當時由斯蒂芬·霍金和其他太空科學名人參加的星光熠熠的釋出會——是購買世界各地射電望遠鏡的觀測時間,以在天空中搜尋技術文明的證據。當然,這種追求更廣為人知的名稱是“搜尋地外文明計劃”(SETI)。迄今為止,儘管進行了半個多世紀適度但持續的SETI活動,但尚未確鑿地發現此類證據,任何潛在訊號幾乎總是被排除為源自地球軌道衛星或其他人為造成的干擾。
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“如果你看到這樣一個訊號,並且它不是來自地球表面,你就知道你探測到了地外技術,”賓夕法尼亞州立大學的SETI天文學家傑森·賴特說。“不幸的是,人類已經發射了很多地外技術。”
這個最新的SETI奇觀的故事實際上始於2019年4月29日,當時隸屬於“突破聆聽”計劃的科學家開始收集資料,這些資料後來揭示了那個有趣的訊號。一個團隊一直在使用澳大利亞的帕克斯射電望遠鏡研究半人馬座比鄰星,以尋找來自這顆紅矮星的耀斑跡象,部分目的是瞭解這些耀斑可能如何影響比鄰星的行星。該系統至少擁有兩個世界。第一個世界,在2016年被發現時被命名為比鄰星b,大約是地球的1.2倍大小,軌道週期為11天。比鄰星b位於恆星的“宜居帶”內,這是一個模糊定義的區域,液態水可能存在於岩石行星的表面——前提是半人馬座比鄰星強烈的恆星耀斑沒有將世界的大氣層剝離殆盡。另一顆行星,質量約為地球七倍的比鄰星c,於2019年被發現,軌道週期為寒冷的5.2年。
天文學家使用帕克斯望遠鏡觀測了這顆恆星26個小時,作為他們恆星耀斑研究的一部分,但是,正如“突破聆聽”專案的例行程式一樣,他們也標記了結果資料,以便稍後查詢任何候選SETI訊號。這項任務落到了西米昂在伯克利SETI專案中的一位年輕實習生,謝恩·史密斯身上,他也是希爾斯代爾學院的本科生。史密斯於今年6月開始篩選資料,但直到10月下旬,他才偶然發現了這個奇怪的窄帶發射,在982.002兆赫處如同針尖般銳利,隱藏在對半人馬座比鄰星的觀測中。從那時起,事情進展迅速——事出有因。“這是我們在‘突破聆聽’專案中發現的最令人興奮的訊號,因為我們以前從未見過一個訊號透過我們如此多的過濾器,”賓夕法尼亞州立大學的索菲亞·謝赫說,她領導了“突破聆聽”專案對該訊號的後續分析,並且是一篇即將發表的詳細介紹這項工作的論文的第一作者,該論文將於2021年初發表。很快,團隊開始用一個更正式的名稱稱呼這個訊號:BLC1,即“突破聆聽候選訊號1”。
為了激起任何SETI研究人員的興趣,一個訊號必須首先經受一系列簡單的自動化測試,以排除明顯的地球干擾。然而,數百個候選訊號通常通過了這個階段,並被挑選出來進行進一步調查。從那時起,幾乎所有訊號都將被排除為某種海市蜃樓或錯誤——例如,可能是過多的靜電——欺騙了篩選演算法,從而將它們從作為任何形式的健談外星人的傳輸的考慮中排除。“但這個訊號除外,”謝赫說。
謝赫和她的同事重新審視了2019年的資料,注意到望遠鏡在一週的時間裡多次觀察了比鄰星,每次掃描持續30分鐘。“突破聆聽”專案使用一種稱為“點頭”的技術,即望遠鏡會花一段時間觀察目標,然後再花相同的時間觀察天空中的其他地方,以檢查任何潛在訊號是否真的來自目標,而不是,例如,有人在天文臺的自助餐廳裡用微波爐加熱午餐。“在約三個小時內的五次30分鐘的觀測中,我們看到這個東西又出現了,”謝赫說,這暗示該訊號確實起源於半人馬座比鄰星——或天空中該部分的其他深空來源——然後才到達地球。
那麼,人們可能會認為,這個案例應該結束了。但是,雖然自然的宇宙來源可能看起來不太可能,但目前還不能排除——而且,人們認為,儘管自然解釋可能不太可能,但像外星人這樣的“非自然”解釋的可能性甚至更低。因此,接受本文采訪的“突破聆聽”團隊的每位成員都堅定地認為,這除了地球干擾之外的任何可能性都極低。“最有可能的情況是,這是某種人為原因,”突破倡議執行主任皮特·沃登說。“當我說最有可能時,是指99.9 [百分比] 左右。”
這種理性的懷疑態度一直延伸到最高層。“當我們在2015年與斯蒂芬·霍金一起啟動‘突破聆聽’專案時,”米爾納說,“人們理解將使用最嚴格的科學方法來分析所有候選訊號。”米爾納以及他資助的所有SETI研究人員似乎都完全期望BLC1會在該專案目前進行的嚴格審查下逐漸消失。但是,也許,它不會。
目前,還需要進行數月的進一步分析,以最終排除其他潛在來源。BLC1本身雖然似乎來自半人馬座比鄰星,但並不完全符合人們對來自該系統的技術特徵的預期。首先,該訊號沒有調製痕跡——可以用來傳遞資訊的對其屬性的調整。“BLC1在所有意圖和目的上,只是一種音調,只是一 notes,”西米昂說。“在這一點上,我們絕對無法辨別出任何其他特徵。”其次,該訊號會“漂移”,這意味著它的頻率似乎在略微變化——這種效應可能是由於我們地球的運動,或移動的地外來源(例如半人馬座比鄰星的某個世界的表面上的發射器)造成的。但是,這種漂移與人們天真地期望的來自圍繞我們太陽最近的鄰近恆星旋轉的世界的訊號的漂移方向相反。“我們預計訊號的頻率會像長號一樣下降,”謝赫說。“我們看到的反而像口哨——頻率上升。”
到目前為止,使用帕克斯望遠鏡進行的後續觀測未能再次發現該訊號,而重複觀測是確認BLC1是真正的技術特徵的必要條件。“如果它是ETI,它最終必須是可重複的,因為不太可能是曇花一現,”紐約州康奈爾大學的射電天文學家沙米·查特吉說。“如果一個獨立的團隊在一個獨立的天文臺可以重新獲得相同的訊號,那麼絕對是的。我敢打賭他們不會,但我很樂意被打臉。”
儘管如此,它仍然是“突破聆聽”專案——或者實際上是任何SETI專案——迄今為止發現的最有趣的訊號之一,謝赫將其與1977年探測到的所謂的“Wow! 訊號”相提並論,有些人認為該訊號是地外起源的。“我認為它與Wow! 訊號不相上下,”她說。然而,更有可能的是,這僅僅是以前未知的地球干擾源。在幾個月內,我們很可能會確定地知道結果。但在目前,永遠不會是外星人——對嗎?“我討厭這句話,因為如果你這樣說,那為什麼要看呢?”賴特說。“我們所說的意思是,以前從來沒有是外星人。”
