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我们的坐标,已经被2000多颗星星熟知

时间:2022-07-05 04:15:20 来源:科普之家 作者:科普中国 栏目:前沿 阅读:48

图片来源:OpenSpace/American Museum of Natural History

无论是为了寻找外星文明,还是搜索可能的星际殖民地,我们一直都在探测系外行星。但如果将视角倒转过来,茫茫宇宙中,又有哪些地方能发现我们小小地球上的人类文明呢?

撰文|王昱

审校|吴非

根据太阳系外行星百科全书(The Extrasolar Planets Encyclopaedia)的统计,截至今天,人类已经发现了4776颗系外行星。在未来,人类还将发现更多系外行星。不过却很少有人估计,无垠宇宙中,在哪些地方可以看到我们的小小地球,发现萌芽中的人类文明。

上周,丽莎·卡尔特内格(Lisa Kaltenegger)和杰奎琳·法赫蒂(‪Jacqueline K Faherty)在《自然》杂志上发表论文,她们利用盖亚天文卫星(Gaia Astrometry Satellite)的数据,发现从5000年前到5000年后,在326光年(相当于100秒差距)的范围内,有2034枚天体所在的位置能通过凌星法发现地球。

凌星法

如果存在地外文明,我们通常估计他们的技术水平至少和我们平齐。那么,他们用凌星法来寻找地球也是预料之内的事。

上世纪90年代至今发现的系外行星数量统计(数据来源:The Extrasolar Planets Encyclopaedia)

如果系外行星绕转恒星的平面侧对我们,那么当系外行星转到恒星面前时,就会挡住一部分星光,造成亮度下降,从而我们就能发现那颗系外行星。1999年,天文学家杰弗里·马西(Geoffrey Marcy)首次用这种方法发现了系外行星HD 209458 b。随后的20多年中,凌星法成为了人类寻找系外行星的主要手段,人类目前确认的4776颗系外行星中,有3426颗是通过凌星法发现的。

凌星法示意图。在行星转到恒星前时,会挡住星光,使我们监测到的亮度变暗。(图片来源:Wikipedia)

用凌星法寻找系外行星存在一个显著的优势:当行星遮挡恒星时,恒星发出的光会穿透行星大气层,从而对恒星光谱产生一定改变,我们由此能分析行星大气所含的元素种类。如果考虑到这一点,其他文明可能在超过20亿年前的“大氧化事件”发生时,就能发现地球大气中突然出现了大量不稳定的氧气,从而推断出地球上有生命在进行光合作用。当然,这仅仅是能确定地球上存在生命而已。如果想发现地球上的人类文明,还是要在最近的1万年间观测到地球。

这种方法也存在一个巨大的限制,它要求系外行星的公转平面侧对我们,否则系外行星就不会遮挡它的宿主恒星。反过来,如果想让其他星能看到地球,那么这些星就必须处在黄道平面(地球绕太阳公转的平面)附近。而这个区域在星空中的投影,就被称为地球凌日区(Earth transit zone,ETZ),大约只有0.5°宽。只有在地球凌日区内,才有机会能用凌星法发现地球。

凌星法示意图,只有在

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