去年 12 月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 一直在缓慢地启动仪器并展开遮阳罩,目前正在调整镜子,为运行做好准备。
几个月内,有史以来最强大的太空望远镜将把目光投向恒星。天文学家希望 JWST 的观测结果能够改变我们理解宇宙的方式,就像哈勃太空望远镜几十年前所做的那样。
詹姆斯韦伯太空望远镜提供了哈勃望远镜无法提供的一项诱人功能,那就是有机会直接对绕遥远恒星运行的行星进行成像,并且也许(只是也许)探测生命迹象。
近年来,远程检测生物特征的可能性一直是一个热门话题。在我们自己的太阳系中,最近发现了磷化氢” 气氛引发了人们的猜测,即这种化学物质可能是由微生物生命体产生的。
同样,遥感专家提出,植物生命——利用光合作用获取能量——可以在红外波长下被检测到,因为叶绿素吸收可见光,但在红外光中表现得很明亮,并且会给被树叶覆盖的行星带来独特的“感觉”。红边'。
根据存储在到达望远镜镜头的光波长中的信息,遥远行星的单像素照片可能包含足够的信息来告诉我们是否存在生物生命。
但智慧生活呢?詹姆斯韦伯太空望远镜能否探测到与我们相似的文明?我们如何寻找他们?最好的答案来自于从外太空了解人类在地球上的存在是什么样子。
我们在夜间释放废热(来自工业和家庭等)和人造光,但也许最重要的是,我们生产的化学物质使我们的大气充满了原本不会存在的化合物。
这些人造大气成分可能会让我们看到遥远的外星物种正在用他们自己强大的望远镜扫描银河系。
最近的一篇论文——arXiv 上有预印本– 研究了利用 JWST 寻找系外行星大气中工业污染物的可能性。该论文特别关注了氯氟烃 (CFC),这种物质在地球上是作为制冷剂和清洁剂进行工业生产的。
氟氯化碳在地球上造成了一个臭名昭著的大洞20 世纪 80 年代,在 1987 年国际禁止使用 CFC 之前,CFC 的含量已降至危害较小的水平。
这些“在大气中停留时间较长的强效温室气体”,如果在银河系其他地方发现,几乎可以肯定是一个能够猖獗工业化的文明的结果。
换句话说,人类最严重的一些副产品——我们的污染——可能正是让我们被发现的原因。这意味着我们也许能够找到其他物种,能够以同样的方式对待自己星球的大气层。
JWST 的 CFC 查找能力存在一些限制。如果行星的恒星太亮,就会淹没信号。因此,望远镜将通过观察 M 级恒星(暗淡、长寿的红矮星)来获得最大的成功。
附近的一个例子是 TRAPPIST-1,一颗距离 40 光年的红矮星,有几颗地球大小的行星在其宜居区内运行。 JWST 将能够在 TRAPPIST-1 的行星上看到 CFC,因为这颗昏暗的恒星不会像我们的太阳(G 型恒星)这样的明亮恒星那样淹没 CFC 特征。
相反,TRAPPIST-1 上的类似 JWST 的望远镜将无法看到地球的 CFC:我们的太阳太亮了。
不幸的是,M级恒星通常不适合生命存在,因为当它们年轻时,它们不稳定,发出强大的太阳耀斑,可能会消灭附近行星上任何新生的生命。然而,随着年龄的增长,他们确实会变得平静,所以这并非不可能。这只是意味着我们应该稍微降低我们的期望。
无论我们发现或没有发现什么,我们将有能力观察一切,这一事实将改变游戏规则。
正如该论文的结论,“随着 JWST 的发射,人类可能非常接近 SETI(寻找地外智慧生命)的一个重要里程碑:我们能够探测附近恒星,而不仅仅是强大的、有意的、短暂的恒星。” ,以及像我们自己的高度定向传输(例如阿雷西博消息),但具有与我们相同强度的一致、被动的技术特征”。