用紅外線望遠(yuǎn)鏡尋找外星生命

丁冰青

有了由紅外線調(diào)節(jié)的探測(cè)器的輔助，天文學(xué)家對(duì)外星智能生命的探索延伸到了新的領(lǐng)域。這種新型望遠(yuǎn)鏡點(diǎn)亮了探索未知世界的一片嶄新天空。

“紅外線將成為一種很有用的星際通信方式?！奔又荽髮W(xué)圣地亞哥分校物理系助教、天文物理學(xué)和空間科學(xué)研究中心成員謝莉·萊特說道。由她帶領(lǐng)的新型望遠(yuǎn)鏡研制工作，正在多倫多大學(xué)天文學(xué)與天體物理學(xué)鄧?yán)昭芯克M(jìn)行。

一束強(qiáng)有力的紅外線激光只需維持1納秒，它的脈沖就能發(fā)出比恒星更亮的光。在近紅外光下，星際氣體和塵埃幾乎是透明的，所以即使是在遠(yuǎn)距離的情況下，也可以得到這些信號(hào)。同時(shí)，比起可見光，用紅外線發(fā)送等量信息可以節(jié)省更多的能源。

這個(gè)想法可以追溯到10年前。已故的諾貝爾獎(jiǎng)得主查爾斯·湯斯生前致力激光研究，他1961年在報(bào)刊上發(fā)表了對(duì)紅外線應(yīng)用的想法。

50余年來，科學(xué)家一直致力用無線電信號(hào)觀測(cè)天空，在這方面也確實(shí)拓展了一定的視野。然而，能夠捕捉到紅外線脈沖的儀器是近幾年才投入應(yīng)用的。

“我們不得不等待，”萊特說道，“因?yàn)橐瓤萍几衔覀兡_步。”對(duì)她而言，這個(gè)等待的時(shí)間是足足8年。

3年前，在鄧?yán)昭芯克?，萊特購(gòu)買了最新的探測(cè)器，測(cè)試其是否能夠應(yīng)用于望遠(yuǎn)鏡。最終他們做到了。鄧?yán)昭芯克难芯繂T杰羅姆·梅爾親自動(dòng)手，在研制新型儀器的過程中起到了關(guān)鍵的作用。近紅外光地外文明搜索計(jì)劃簡(jiǎn)稱NIROSETI。

相比之前的可見光探測(cè)器，NIROSETI能收集到更多信息。通過記錄一段時(shí)間內(nèi)的光照層次，找出那些有可能來自地外文明的信號(hào)，我們就能對(duì)其模式進(jìn)行分析。與此同時(shí)，根據(jù)這些記錄，我們也能以新的思路重新審視那些有可能是外星信號(hào)的記錄。

紅外線能夠穿透更遠(yuǎn)的氣體和塵埃，所以新的探測(cè)器能夠觀測(cè)數(shù)千光年遠(yuǎn)的星球，而不是區(qū)區(qū)數(shù)百光年?！伴_普勒”任務(wù)已經(jīng)成功地發(fā)現(xiàn)眾多圍繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的星球，其中不乏類地行星。這些發(fā)現(xiàn)也催生了新的探測(cè)計(jì)劃，去尋找來自更多不同種類的星球上的信號(hào)。

目前，NIROSETI已經(jīng)入駐位于圣何塞東部漢密爾頓山上的加州大學(xué)利克天文臺(tái)，并于2015年3月15日進(jìn)行了第一次觀測(cè)。

一直以來，利克天文臺(tái)都是地外文明搜尋計(jì)劃和新型天文望遠(yuǎn)鏡的研究場(chǎng)所，它由萊特在運(yùn)營(yíng)總監(jiān)雷明頓·斯通的指導(dǎo)下建立，當(dāng)時(shí)她還是加州大學(xué)圣克魯茲分校的研究生。加州大學(xué)伯克利分校的丹·韋特海默和理查德·特里夫斯設(shè)計(jì)了新型天文望遠(yuǎn)鏡。

NIROSETI也可以揭示有關(guān)物理宇宙的新信息?！斑@是人類第一次在納秒范圍內(nèi)用紅外線波長(zhǎng)觀察宇宙?！表f特海默說，“這款望遠(yuǎn)鏡可以發(fā)現(xiàn)新的天體物理現(xiàn)象，甚至可以回答地球是否是唯一存在生命體的星球這個(gè)問題?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)還包括地外文明搜尋計(jì)劃的創(chuàng)始人弗蘭克·德雷克，他是搜尋計(jì)劃研究所和加州大學(xué)圣克魯茲分校的高級(jí)顧問，同時(shí)也是一名積極的天文觀測(cè)者。

德雷克指出，新型望遠(yuǎn)鏡有很多附加優(yōu)點(diǎn)，他說：“（紅外線）信號(hào)很強(qiáng)，因此我們只需要小型望遠(yuǎn)鏡去接收信號(hào)。小型望遠(yuǎn)鏡可以節(jié)省更多的觀測(cè)時(shí)間，從而達(dá)到觀測(cè)更多恒星的目的。”而且，新型天文望遠(yuǎn)鏡比射電望遠(yuǎn)鏡更便宜。

德雷克說，這種新型望遠(yuǎn)鏡也有一個(gè)缺點(diǎn)：“必須有某種地外文明恰巧沖著我們的方向發(fā)射信號(hào)，否則我們就什么也觀測(cè)不到?！比欢吕卓艘部吹搅诉@個(gè)缺點(diǎn)積極的一面。他說：“如果我們收到?jīng)_著我們發(fā)來的信號(hào)，那很可能意味著，在宇宙中除了地球人，還有其他外星文明正在積極尋找自己以外的生命體。只要它們足夠友好，我們就能最終找到它們。”

NIROSETI團(tuán)隊(duì)還包括來自加州大學(xué)伯克利分校的杰弗里·馬西和安德魯·西蒙，以及鄧?yán)沾髮W(xué)的學(xué)生帕特里克·多瓦爾。該項(xiàng)目資金來自比爾和蘇珊·盧姆菲爾德的慷慨支持。