用红外线望远镜寻找外星生命

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  有了由红外线调节的探测器的辅助,天文学家对外星智能生命的探索延伸到了新的领域。这种新型望远镜点亮了探索未知世界的一片崭新天空。


  “红外线将成为一种很有用的星际通信方式。”加州大学圣地亚哥分校物理系助教、天文物理学和空间科学研究中心成员谢莉·莱特说道。由她带领的新型望远镜研制工作,正在多伦多大学天文学与天体物理学邓拉普研究所进行。
  一束强有力的红外线激光只需维持1纳秒,它的脉冲就能发出比恒星更亮的光。在近红外光下,星际气体和尘埃几乎是透明的,所以即使是在远距离的情况下,也可以得到这些信号。同时,比起可见光,用红外线发送等量信息可以节省更多的能源。
  这个想法可以追溯到10年前。已故的诺贝尔奖得主查尔斯·汤斯生前致力激光研究,他1961年在报刊上发表了对红外线应用的想法。
  50余年来,科学家一直致力用无线电信号观测天空,在这方面也确实拓展了一定的视野。然而,能够捕捉到红外线脉冲的仪器是近几年才投入应用的。
  “我们不得不等待,”莱特说道,“因为要等科技跟上我们脚步。”对她而言,这个等待的时间是足足8年。
  3年前,在邓拉普研究所,莱特购买了最新的探测器,测试其是否能够应用于望远镜。最终他们做到了。邓拉普研究所的研究员杰罗姆·梅尔亲自动手,在研制新型仪器的过程中起到了关键的作用。近红外光地外文明搜索计划简称NIROSETI。
  相比之前的可见光探测器,NIROSETI能收集到更多信息。通过记录一段时间内的光照层次,找出那些有可能来自地外文明的信号,我们就能对其模式进行分析。与此同时,根据这些记录,我们也能以新的思路重新审视那些有可能是外星信号的记录。
  红外线能够穿透更远的气体和尘埃,所以新的探测器能够观测数千光年远的星球,而不是区区数百光年。“开普勒”任务已经成功地发现众多围绕恒星运转的星球,其中不乏类地行星。这些发现也催生了新的探测计划,去寻找来自更多不同种类的星球上的信号。
  目前,NIROSETI已经入驻位于圣何塞东部汉密尔顿山上的加州大学利克天文台,并于2015年3月15日进行了第一次观测。
  一直以来,利克天文台都是地外文明搜寻计划和新型天文望远镜的研究场所,它由莱特在运营总监雷明顿·斯通的指导下建立,当时她还是加州大学圣克鲁兹分校的研究生。加州大学伯克利分校的丹·韦特海默和理查德·特里夫斯设计了新型天文望远镜。
  NIROSETI也可以揭示有关物理宇宙的新信息。“这是人类第一次在纳秒范围内用红外线波长观察宇宙。”韦特海默说,“这款望远镜可以发现新的天体物理现象,甚至可以回答地球是否是唯一存在生命体的星球这个问题。”
  该团队还包括地外文明搜寻计划的创始人弗兰克·德雷克,他是搜寻计划研究所和加州大学圣克鲁兹分校的高级顾问,同时也是一名积极的天文观测者。
  德雷克指出,新型望远镜有很多附加优点,他说:“(红外线)信号很强,因此我们只需要小型望远镜去接收信号。小型望远镜可以节省更多的观测时间,从而达到观测更多恒星的目的。”而且,新型天文望远镜比射电望远镜更便宜。
  德雷克说,这种新型望远镜也有一个缺点:“必须有某种地外文明恰巧冲着我们的方向发射信号,否则我们就什么也观测不到。”然而,德雷克也看到了这个缺点积极的一面。他说:“如果我们收到冲着我们发来的信号,那很可能意味着,在宇宙中除了地球人,还有其他外星文明正在积极寻找自己以外的生命体。只要它们足够友好,我们就能最终找到它们。”
  NIROSETI团队还包括来自加州大学伯克利分校的杰弗里·马西和安德鲁·西蒙,以及邓拉普大学的学生帕特里克·多瓦尔。该项目资金来自比尔和苏珊·卢姆菲尔德的慷慨支持。
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