大约50亿年后,太阳将离开地球主序并成为红巨星。它会膨胀并变成一个怒目而视、恶毒的球体,吞噬并摧毁,,地球,可能还有。
人类能在太阳红巨星阶段幸存下来吗?地外文明(ETC)可能已经面临这种生存威胁。
在不使用宇宙飞船的情况下,他们是否可以通过迁移到另一个星系而幸存下来?
《今日宇宙》的读者深知星际旅行的困难。我们最近的太阳系是半人马座阿尔法星系统。
如果人类必须逃离太阳系的生存威胁,并且如果我们能够在半人马座阿尔法星找到一个行星家园,那么我们仍然需要四年多的时间才能到达那里——如果我们能够以光速旅行的话!
我们还需要五年时间才能让轨道飞行器进入在我们的技术阶段。关于一代星际飞船有很多讨论,人类可以在前往遥远的宜居星球的途中世代居住。
这些飞船不需要达到接近光速的任何地方;相反,整整一代人的人类将在前往另一颗恒星的旅程中生存和死亡,这需要数百或数千年的时间。想想很有趣,但在这一点上纯粹是幻想。
我们或其他文明是否有其他方法可以逃离我们注定的家园?
一篇新研究文章的作者国际天体生物学杂志说 ETC 可能不需要星舰来逃避生存威胁并前往另一个恒星系统。
他们可以使用自由漂浮的行星,也称为流氓行星。这篇文章是“外星文明的迁移和星际殖民:对 SETI 和 SETA 的影响”。作者是伊琳娜·罗曼诺夫斯卡娅(Irina Romanovskaya)。罗曼诺夫斯卡娅是休斯顿社区学院的物理和天文学教授。
罗曼诺夫斯卡娅写道:“我建议外星文明可以利用自由漂浮的行星作为星际交通工具来到达、探索和殖民行星系统。”当谈到寻找其他文明时,这些努力可能会留下技术特征和文物。
她说:“我提出了地外文明可能利用自由漂浮的行星进行星际移民和星际殖民而产生的技术特征和文物,以及寻找其技术特征和文物的策略。”
银河系或其他数千亿个星系中的一些流浪行星有可能在因放射性衰变而保持温暖的地下海洋中携带着自己的生命。
然后,如果它们遇到一颗恒星并受到引力束缚,那么生命就会有效地利用一颗流氓行星将自己运送到更适宜居住的地方。那么为什么文明不能模仿这一点呢?
我们认为自由漂浮的行星是黑暗、寒冷且不适宜居住的。除非它们有温暖的地下海洋,否则它们就是这样。但它们也提供了一些优势。
“自由漂浮的行星可以提供恒定的表面重力、大量的空间和资源,”罗曼诺夫斯卡娅写道。 “具有表面和地下海洋的自由漂浮行星可以提供水作为消耗性资源并防止空间辐射。”
先进的文明还可以通过引导地球和开发能源来为地球带来更大的优势。罗曼诺夫斯卡娅认为,如果我们即将使用受控聚变,那么先进文明可能已经在使用它,这可能会将一颗寒冷的流氓行星变成可以支持生命的星球。
作者概述了 ETC 可以利用流氓行星的四种场景。
第一个场景涉及一颗流氓星球,它恰好经过 ETC 的母星。这种情况发生的频率与一般流氓行星的数量有关。
到目前为止,我们不知道有多少,但肯定有一些。 2021年,一组研究人员宣布发现70 到 170 个流氓行星,每个都有木星大小,位于银河系的一个区域。一项研究表明,到 2020 年,可能会有多达500亿他们在我们的银河系中。
他们都是从哪里来的?大多数可能是由于引力事件而被逐出太阳系,但有些可能像恒星一样通过吸积形成。
流氓行星的另一个来源是太阳系的奥尔特云。如果其他系统也有这样的天体云,它们可能是恒星活动喷射出的流氓行星的丰富来源。
罗曼诺夫斯卡娅写道:“正在经历后主序演化的恒星质量为太阳质量的 1-7 倍,以及来自质量为太阳质量 7-20 倍的前身的超新星,可以将奥尔特云物体从其系统中喷射出来,从而使这些物体成为不受其宿主恒星的束缚。”
但是,ETC,或者我们的文明,多久能期望一颗流氓行星足够接近并搭便车呢? 2015 年的一项研究表明,双星 W0720(肖尔茨星)大约在 7 万年前穿过太阳系的奥尔特云。
虽然那是一颗恒星而不是一颗行星,但它表明物体经过的距离相对较近。如果预测数十亿颗自由漂浮行星的研究是正确的,那么其中一些行星可能早在我们有能力探测到它们之前就已经经过奥尔特云附近或直接穿过奥尔特云。
奥尔特云距离很远,但足够先进的文明有能力看到一颗流氓行星正在逼近,并出去迎接它。
第二种情况涉及利用技术引导一颗流氓行星靠近文明的家园。有了足够的技术,他们可以从自己的奥尔特云中选择一个物体(假设他们有一个),并使用推进系统将其引导至靠近行星的安全轨道。
如果有足够的准备时间,他们可以使该物体适应他们的需求,例如,通过建造地下避难所和其他基础设施。也许,有了足够的技术,他们可以改变或创造一种氛围。
第三种情况与第二种类似。它还涉及来自该文明外太阳系的一个物体。罗曼诺夫斯卡娅使用矮行星塞德娜以我们的太阳系为例。
塞德娜有一个高度偏心率的轨道,在大约 11,000 年的时间里,它从距太阳 76 个天文单位到 937 个天文单位。如果有足够的技术和交货时间,像塞德娜这样的物体可以变成一艘逃生船。
作者指出,“能够做到这一点的文明将是已经将其行星系统探索到距其主恒星至少 60 个天文单位距离的先进文明”。
有很多潜在的问题。将矮行星从太阳系的遥远区域带入内太阳系可能会扰乱其他行星的轨道,从而导致各种危险。
但如果后主序恒星周围的文明已经随着宜居带的变化而向外迁移,那么危险就会减轻。 Romanovskaya 在她的文章中更详细地讨论了所需的能量和所需的时间。
第四个场景还涉及像塞德娜这样的物体。当一颗恒星离开主序并膨胀时,存在一个临界距离,物体将从系统中弹出,而不是保持在垂死恒星的引力作用下。
如果 ETC 能够准确确定这些物体何时会作为流氓行星被喷射出来,他们就可以提前做好准备,并让它逃离垂死的太阳系。这可能非常危险,因为恒星质量剧烈损失的时期会造成巨大的危险。
在所有这些情况下,流氓行星或其他天体都不是永久的家园;这是一艘救生艇。
“对于上述所有情况,自由漂浮的行星可能无法作为逃避生存威胁的永久手段,”作者解释道。 “由于其内部产生的热量逐渐减弱,这些行星最终无法维持液态水海洋(如果存在这样的海洋)。”
自由漂浮的行星也是孤立的,并且比太阳系中的行星拥有更少的资源。例如,没有小行星可供开采,也没有免费的太阳能。没有季节,也没有白天和黑夜。没有植物、动物,甚至细菌。它们只是达到目的的一种手段。
罗曼诺夫斯卡娅写道:“因此,地外文明不会将自由漂浮的行星作为他们永久的家园,而是会利用自由漂浮的行星作为星际交通工具,到达并殖民其他行星系统。”
罗曼诺夫斯卡娅教授在她的文章中推测了这可能会导致什么结果。她设想了一个不止一次这样做的文明,不是为了逃离垂死的恒星,而是为了传播到整个星系并殖民它。
“通过这种方式,母文明可能会创造出居住在不同行星、卫星或太空区域的独特且自主的子文明。
她写道:“宇宙搭便车者的文明将充当‘母文明’,以行星系统殖民地的形式传播‘子文明’的种子。” “这适用于生物物种和后生物物种。”
人类仅处于保护自己免受灾难性影响的早期阶段我们还无法以任何程度的稳定性管理地球的气候。因此,考虑利用流氓行星来维持人类的生存似乎相当牵强。但罗曼诺夫斯卡娅的研究不是关于我们,而是关于我们。这是关于探测其他文明。
所有这些活动都可以创建表明 ETC 存在的技术签名和工件。该研究文章概述了它们可能是什么以及我们如何检测它们。用作救生艇的流氓行星可能会产生电磁发射或其他现象等技术特征。
ETC 可以使用太阳帆控制一个流氓星球,或者在到达目的地后在从流氓星球发射的宇宙飞船上使用它们。无论哪种情况,太阳帆都会产生一个技术特征:回旋辐射。
用太阳帆操纵航天器或流氓行星会产生“……由星际介质与磁帆相互作用引起的回旋辐射”。
红外发射可能是流氓星球上的 ETC 以废热形式排放的另一种技术特征。过量的红外线或红外线量的不自然变化可以作为技术特征被检测到。
红外线在地球表面的发射可能不均匀,这表明存在潜在的工程或技术。不同波长电磁能的不寻常组合也可能是一种技术特征。
大气层本身,如果存在的话,也可以拥有技术特征。根据观察到的情况,它可能包含地球化改造的证据。
目前,天文学家不知道有多少颗流浪行星,也不知道它们是否集中在银河系的某些区域。当谈到解决这些问题时,我们正处于起跑线上。但很快,我们可能会得到更好的想法。
维拉鲁宾天文台应该会在 2023 年看到第一道曙光。这个强大的天文台将每隔几个晚上对整个可用天空进行成像,并且会提供精细的细节。它配备了有史以来最大的数码相机:3.2 GB CCD。
Vera Rubin 特别擅长检测瞬态,即几天内位置或亮度发生变化的任何情况。它将有很大的机会发现任何可能接近我们太阳系的闯入者,例如流氓行星。
其中一些流氓行星很可能会表现出不寻常的排放或令人费解的现象。科学家们可能会对它们感到困惑他们对 Oumuamua 做了。
也许另一个比我们更先进的文明已经面临着来自垂死恒星的生存威胁。也许他们付出了巨大的努力来捕获一颗流氓行星并对其进行改造以满足他们的需要。
也许他们已经登上了它,并将其发射到一颗遥远、稳定、长寿的黄色恒星,其宜居带内有岩石行星。也许他们想知道目的地是否还有生命,以及在长途旅行之后他们会受到怎样的接待。