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。這個標題確實有點夸張了，其實它來源于最近在ArxiV發表的一篇論文，它探討了如何利用最近發現的超新星SN 2023ixf來尋找外星文明的信號。這篇論文提出了一種基于信號同步的技術，即假設外星文明會利用天文事件（如超新星）來協調信號的發送和接收。

背景

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

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

一種可能的策略是基于信號同步，即假設外星文明會利用一些顯著的天文事件（如超新星、伽瑪射線暴等）來協調信號的發送和接收。這樣，我們就可以根據這些天文事件來預測哪些地方和時間更有可能收到外星文明的信號，并集中搜索資源。

超新星SN 2023ixf

2023年5月19日，日本業余天文愛好者板垣公一發現了一顆位于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界的廣泛關注，因為它可以為我們提供研究恒星演化、核物理、宇宙化學等諸多領域的重要信息。

除此之外，這顆超新星還為我們提供了一個尋找外星文明信號的絕佳機會。根據信號同步的假設，如果有位于M101附近的外星文明觀測到了這顆超新星，并且想要與其他可能存在的外星文明進行交流，那么他們可能會在超新星爆發時或之后發送信號，以期被其他觀測到超新星的外星文明接收。而地球正好是一個可能接收到這種信號的地方，因為我們也觀測到了這顆超新星。

SETI橢球

為了預測地球會在超新星爆發時收到來自哪些文明的信號，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，有一個超新星爆發，該事件產生的光會向外擴散，形成一個以其為中心的球面。在某個時刻，外星文明觀察到該事件產生的光，并發送了一個信號，同樣這個信號會以光速向外擴散，形成一個以其為中心的球面。

如果這兩個球面相交，那么就意味著信號和事件的光同時到達了交點處的位置，如果這個位置是地球，那么我們就同時觀測到了信號和事件。因此，我們可以逆著這個思路，計算一下能利用這個超新星向我們發射信號的外星文明的位置。

我們發現，我們可以得到一個以地球和超新星為焦點的橢球體，稱為SETI橢球。在這個橢球體內部或表面上的外星文明都是可能向我們發送信號的候選目標。

目標選擇和觀測計劃

論文作者利用Gaia EDR3星表和其他數據發現，在2023年6月5日時，有113顆恒星滿足這個條件，并且都位于距離SN 2023ixf約3度以內的區域。論文作者計劃用Allen望遠鏡陣列和Green Bank望遠鏡對這些恒星進行無線電監測，以期發現外星文明的信號。他們將在1.4 GHz至10 GHz之間進行搜索，并使用一些先進的數據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施合作，以獲取更多關于SN 2023ixf和候選目標恒星的信息。

展望

這篇論文的工作為我們提供了一個尋找外星文明信號的新途徑，也為我們展示了利用超新星等天文事件來協調信號的可能性。如果我們能夠在這些恒星中發現外星文明的信號，那么我們就可以證實外星文明的存在，并且可能與他們進行交流。這將是人類歷史上最重大的發現之一，也將對我們的科學、文化和社會產生深遠的影響。

當然，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，以及他們是否會利用超新星等事件來發送信號。其次，我們不知道他們會使用什么樣的信號形式，頻率，強度和編碼方式。第三，我們不知道他們會在什么時間發送信號，以及信號是否會被其他天體或噪聲干擾或遮擋。因此，我們需要對這些問題進行更多的研究和探討，以提高搜索的效率和成功率。