這幾天看到這樣的熱搜：外星人或利用超新星爆炸引起人類的注意。這個(gè)標(biāo)題確實(shí)有點(diǎn)夸張了，其實(shí)它來源于最近在ArxiV發(fā)表的一篇論文，它探討了如何利用最近發(fā)現(xiàn)的超新星SN 2023ixf來尋找外星文明的信號(hào)。這篇論文提出了一種基于信號(hào)同步的技術(shù)，即假設(shè)外星文明會(huì)利用天文事件（如超新星）來協(xié)調(diào)信號(hào)的發(fā)送和接收。

背景

外星文明的存在是人類長(zhǎng)久以來的一個(gè)夢(mèng)想和探索的目標(biāo)。為了尋找外星文明的存在證據(jù)，科學(xué)家們提出了各種各樣的方法，其中之一就是尋找技術(shù)信號(hào)（technosignatures），即外星文明通過技術(shù)手段產(chǎn)生或傳播的信號(hào)。技術(shù)信號(hào)可以有多種形式，如無線電波、激光、太空船、戴森球等。

然而，尋找技術(shù)信號(hào)面臨著很多困難和挑戰(zhàn)，其中之一就是如何確定何時(shí)何地進(jìn)行搜索。由于宇宙空間廣闊，我們不可能對(duì)所有可能存在外星文明的地方進(jìn)行全面覆蓋的搜索。因此，我們需要有一些策略來優(yōu)化搜索范圍和時(shí)間。

一種可能的策略是基于信號(hào)同步，即假設(shè)外星文明會(huì)利用一些顯著的天文事件（如超新星、伽瑪射線暴等）來協(xié)調(diào)信號(hào)的發(fā)送和接收。這樣，我們就可以根據(jù)這些天文事件來預(yù)測(cè)哪些地方和時(shí)間更有可能收到外星文明的信號(hào)，并集中搜索資源。

超新星SN 2023ixf

2023年5月19日，日本業(yè)余天文愛好者板垣公一發(fā)現(xiàn)了一顆位于M101旋渦星系中的超新星，并命名為SN 2023ixf。這是十年來最近的一顆II型超新星（即由恒星核心坍縮引起的超新星），距離地球約619萬秒差距（約2070萬光年）。這顆超新星引起了天文學(xué)界的廣泛關(guān)注，因?yàn)樗梢詾槲覀兲峁┭芯亢阈茄莼?、核物理、宇宙化學(xué)等諸多領(lǐng)域的重要信息。

除此之外，這顆超新星還為我們提供了一個(gè)尋找外星文明信號(hào)的絕佳機(jī)會(huì)。根據(jù)信號(hào)同步的假設(shè)，如果有位于M101附近的外星文明觀測(cè)到了這顆超新星，并且想要與其他可能存在的外星文明進(jìn)行交流，那么他們可能會(huì)在超新星爆發(fā)時(shí)或之后發(fā)送信號(hào)，以期被其他觀測(cè)到超新星的外星文明接收。而地球正好是一個(gè)可能接收到這種信號(hào)的地方，因?yàn)槲覀円灿^測(cè)到了這顆超新星。

SETI橢球

為了預(yù)測(cè)地球會(huì)在超新星爆發(fā)時(shí)收到來自哪些文明的信號(hào)，論文作者使用了一種叫做SETI橢球的方法。這種方法的基本思想是，有一個(gè)超新星爆發(fā)，該事件產(chǎn)生的光會(huì)向外擴(kuò)散，形成一個(gè)以其為中心的球面。在某個(gè)時(shí)刻，外星文明觀察到該事件產(chǎn)生的光，并發(fā)送了一個(gè)信號(hào)，同樣這個(gè)信號(hào)會(huì)以光速向外擴(kuò)散，形成一個(gè)以其為中心的球面。

如果這兩個(gè)球面相交，那么就意味著信號(hào)和事件的光同時(shí)到達(dá)了交點(diǎn)處的位置，如果這個(gè)位置是地球，那么我們就同時(shí)觀測(cè)到了信號(hào)和事件。因此，我們可以逆著這個(gè)思路，計(jì)算一下能利用這個(gè)超新星向我們發(fā)射信號(hào)的外星文明的位置。

我們發(fā)現(xiàn)，我們可以得到一個(gè)以地球和超新星為焦點(diǎn)的橢球體，稱為SETI橢球。在這個(gè)橢球體內(nèi)部或表面上的外星文明都是可能向我們發(fā)送信號(hào)的候選目標(biāo)。

目標(biāo)選擇和觀測(cè)計(jì)劃

論文作者利用Gaia EDR3星表和其他數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在2023年6月5日時(shí)，有113顆恒星滿足這個(gè)條件，并且都位于距離SN 2023ixf約3度以內(nèi)的區(qū)域。論文作者計(jì)劃用Allen望遠(yuǎn)鏡陣列和Green Bank望遠(yuǎn)鏡對(duì)這些恒星進(jìn)行無線電監(jiān)測(cè)，以期發(fā)現(xiàn)外星文明的信號(hào)。他們將在1.4 GHz至10 GHz之間進(jìn)行搜索，并使用一些先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和分析方法來排除人造干擾和噪聲。他們還將與其他天文設(shè)施合作，以獲取更多關(guān)于SN 2023ixf和候選目標(biāo)恒星的信息。

展望

這篇論文的工作為我們提供了一個(gè)尋找外星文明信號(hào)的新途徑，也為我們展示了利用超新星等天文事件來協(xié)調(diào)信號(hào)的可能性。如果我們能夠在這些恒星中發(fā)現(xiàn)外星文明的信號(hào)，那么我們就可以證實(shí)外星文明的存在，并且可能與他們進(jìn)行交流。這將是人類歷史上最重大的發(fā)現(xiàn)之一，也將對(duì)我們的科學(xué)、文化和社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

當(dāng)然，這種搜索也存在著很多不確定性和困難。首先，我們不知道外星文明是否真的存在，以及他們是否會(huì)利用超新星等事件來發(fā)送信號(hào)。其次，我們不知道他們會(huì)使用什么樣的信號(hào)形式，頻率，強(qiáng)度和編碼方式。第三，我們不知道他們會(huì)在什么時(shí)間發(fā)送信號(hào)，以及信號(hào)是否會(huì)被其他天體或噪聲干擾或遮擋。因此，我們需要對(duì)這些問題進(jìn)行更多的研究和探討，以提高搜索的效率和成功率。