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真相大白——神秘的外星訊號被破解!

原文作者:Alexandra Witze

疑似來自比鄰星(Proxima Centauri)的無線電訊號為今後的搜尋工作提供了一次有益演練。

《自然-天文學》(Nature Astronomy)10月25日發表的兩篇論文指出,

2019年澳大利亞一臺望遠鏡探測到的疑似來自離日最近恆星的無線電訊號並非外星人發

出的

[1,2]。

參與撰寫這兩篇論文的加州大學伯克利分校天文學家Sofia Sheikh說:“

這是來自某種電子裝置的人為無線電干擾,可能就來自地球表面。

真相大白——神秘的外星訊號被破解!

這架64米的Parkes Murriyang望遠鏡是參與地外文明探索(SETI)的望遠鏡之一。來源:CSIRO/A。 Cherney

這個最初由“突破聆聽”

(Breakthrough Listen)

計劃探測到的擾動乍看之下非常特別,天文學家為確定它的源頭尋覓了近一年。

“突破聆聽”是一個私人資助的1億美元的地外文明探索(search for extraterrestrial intelligence,SETI)專案,這是“突破聆聽”的資料首次引發一場深度搜尋,這次搜尋使科學家更有經驗應對未來的候選探測訊號。

“對我們來說,這樣的演練很有意義,”賓夕法尼亞州立大學帕克分校的天文學家Jason Wright說,“我們需要這些候選訊號,這樣我們才能知道拿它們怎麼辦——

如何證明它們究竟是來自外星人還是人造的。

神秘訊號

自2016年以來,

“突破聆聽”計劃一直在用世界各地的望遠鏡探聽可能來自外星文明的廣播。

該計劃已經收集到了數百萬個來源不明的無線電訊號,幾乎所有訊號都可以立即歸類為來自地球上的無線電干擾源,包括行動電話塔或機載雷達等。

但2019年的這個訊號與眾不同。

它是由位於澳大利亞東南部的64米Parkes Murriyang射電望遠鏡探測到的,來自比鄰星方向,比鄰星是離太陽最近的恆星,只有1。3秒差距(4。2光年)的距離。地外文明探索的研究人員對比鄰星擁有濃厚的興趣,不僅是因為它很近,還因為這顆恆星至少擁有兩顆行星,其中一顆行星的軌道剛好處在表面能夠存在液態水的距離上——這是地球上存在生命的先決條件[3]。“突破聆聽”還有一個名為“突破攝星”(Breakthrough Starshot)的姊妹計劃,

該計劃旨在未來向這顆行星傳送一艘小型飛船去尋找生命。

去年,密歇根州希爾斯代爾學院的本科生Shane Smith當時是“突破聆聽”專案的科研實習生,他在整理Parkes望遠鏡在前年4月和5月的六天裡收集的資料時,

首次發現了這個神秘訊號。

Parkes望遠鏡在比鄰星方向觀測了26個小時,當時不是在搜尋外星人,而是在監測比鄰星表面的耀斑,這些耀斑會降低附近行星出現生命的可能性。

這些資料包括來自比鄰星附近的400多萬個訊號,但Smith注意到一個982兆赫茲附近的訊號似乎來自比鄰星本身,並持續了約5個小時。“我很高興能找到一個符合我們所有搜尋標準的訊號,但我立即心生懷疑,覺得肯定存在某種簡單的解釋,”Smith說,“

我從沒想過這個訊號會引起這麼大的轟動。

Smith把這個訊息告訴了他的導師——加州大學伯克利分校天文學家、“突破聆聽”計劃在澳大利亞的科學家Danny Price。Price將訊息釋出在了“突破聆聽”的Slack頻道上,而團隊也開始了認真的調查工作。“我的第一想法是,這一定是干擾訊號,因為我覺得保持懷疑是一種很好的態度,”Price說,“但過了一會兒,我又開始想,這不就是我們一直在尋找的訊號麼?”

這個訊號被命名為BLC1,意為“突破聆聽1號候選者”,

它是該專案第一個能透過所有初篩測試的訊號

,這些測試主要是為了排除一些顯而易見的干擾源。Sheikh說,“這個訊號讓我忍不住想,萬一呢……”

她和Price還有一大群同事開始分析各種可能的解釋——從那些不在冊的衛星到行星探測器的傳輸訊號等。在澳大利亞,982兆赫茲左右的無線電頻段主要是為飛機保留的,但科學家卻

找不到一個曾在該地區出現並可能解釋該訊號的航班

——更不用說一個持續5小時的訊號了。

在2020年11月以及今年的1月和4月,研究人員又將Parkes望遠鏡對準了比鄰星,想看看是否能再次接收到該訊號,但都一無所獲。

最終,

研究小組在原始資料中發現了其他訊號,

這些訊號看起來很像982兆赫茲的訊號,但頻率有所不同。這些訊號之前一直被該團隊的自動分析系統歸類為地球上的干擾。但進一步的分析表明,

BLC1和這些“相似”訊號都是來自某個未知來源的干擾

。就像吉他放大器可以調節吉他音色或讓音色失真一樣,這些訊號之間也會相互調製和混雜,使得BLC1很難被識別為干擾訊號。

來自地球

Sheikh說,由於該訊號在2020和2021年的觀測中沒有再次出現,

所以它可能來自已經被關停或故障已經被修復的電子裝置。

該團隊懷疑這個裝置距離Parkes望遠鏡比較近,可能在幾百公里之內。加州大學伯克利分校專門研究訊號處理的地外文明探索天文學家Dan Werthimer說,這個訊號的頻率漂移模式與電腦、手機和收音機中常用的平價晶體振盪器是一致的。

Sheikh正在與另一名學生合作,利用機器學習演算法梳理出該干擾裝置的發射頻率,希望能借此找到源頭。

一個尚未解釋的謎團是,為什麼這個訊號似乎只在Parkes望遠鏡對準比鄰星的時候才會出現。

如果幹擾的節奏類似於Parkes望遠鏡觀察這顆恆星的節奏,那這可能只是一個不幸的巧合。

無線電干擾以前也困擾過其他天文觀測,

比如Parkes望遠鏡接收到的閃爍訊號其實是人們在用微波爐加熱午餐

[4]。1977年,俄亥俄州的一個射電望遠鏡探測到了著名的“Wow!”訊號,這個訊號很強,非常特別,以至於觀測到它的科學家忍不住在列印稿的邊緣寫下了“Wow!”——但它的起源一直無從追溯。

Sheikh說,自那以後,對外星人的搜尋變得更加複雜了。“許多研究小組曾認為,如果你的探測訊號只在指向訊號源時才出現,那就是它了,開香檳慶祝吧,大功告成了,”她說,“但隨著技術進步,我們篩選訊號的方式也必須改變——這都是在BLC1之後才出現的。”在《自然-天文學》的這兩篇論文中,

其中一篇列出了一份詳細清單,能夠幫助天文學家判定他們的訊號是否真的來自外星人。

宇宙就像一片汪洋大海

,”位於馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心的行星科學家Ravi Kopparapu比喻道,“

我們需要在其中找到一根針,並確保我們發現的確實是一根針。

參考文獻:

1。 Smith, S。et al。 Nature Astron。https://doi。org/10。1038/s41550-021-01479-w (2021)。

2。 Sheikh, S。 Z。et al。 Nature Astron。 https://doi。org/10。1038/s41550-021-01508-8 (2021)。

3。 Anglada-Escudé, G。et al。 Nature

536

, 437–440 (2016)。

4。 Petroff, E。et al。 Mon。 Not。 R。 Astron。 Soc。

451

, 3933–3940 (2015)。

原文以Mysterious ‘alien beacon’ was false alarm為標題發表在2021年10月25日《自然》的新聞版塊上

© nature

doi: 10.1038/d41586-021-02931-7

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