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2019年01月17日 星期四
中青在线

太空传来神秘信号 专家说源自外星的可能性“无限小”

地球不可能接到“外星人来电”?

综合编译 袁野   青年参考  ( 2019年01月17日   01 版)
图片来源 视觉中国

    科学家收到“最神秘的信号”

    神秘信号来自无垠的宇宙,没人确切地知道它们有何意义,或是什么原因产生了它们,尽管在过去10多年中,天文学家已发现了数十种这样的信号。这类被称为“快速射电暴”(FRB)的辐射波起源于宇宙深处,远远超出银河系的范围,它们以光速在太空中传播了数十亿年,到达地球时仍然引人注目,能量达到人类赖以为生的恒星太阳的5亿倍。

    “快速射电暴”是天文学中最神秘的现象之一,科学家们至今搞不明白,是什么样的天体事件释放出如此巨大的能量,而且普遍到每天发生数千次。

    在50多个有记录的“快速射电暴”中,天文学家最喜欢FRB 121102,它发生在2012年11月2日。美国《大西洋月刊》报道称,与其他“快速射电暴”不同,FRB 121102是重复性的。位于波多黎各的阿雷西博天文台观察到,天空同一点上出现了闪烁的明亮闪光,有时不到1分钟就闪烁数次。这古怪的信号吸引天文学家深入、详细地研究,挖掘每次闪光的特性,最终确定:这道闪光来自距离地球30亿光年外的一个小星系。

    想到FRB 121102很可能是独一无二的,科学家们沮丧不已:它的每次新脉冲都产生了诱人的数据,但要真正理解它,必须找到另一个重复性的“快速射电暴”,如果它存在的话。

    他们开始专注地搜索天空,更新锐的工具使他们如虎添翼。如今,他们有理由感到欣慰:FRB 121102不是这种有趣现象的唯一例子。

    据英国广播公司(BBC)报道,在1月9日举行的美国天文学会冬季会议上,一个加拿大研究团队宣布,他们发现了第二个重复性“快速射电暴”。2018年夏天,加拿大不列颠哥伦比亚省新建的CHIME射电望远镜在天空的同一位置发现了6次闪光。这个被命名为“FRB 180814”的“快速射电暴”距离地球约15亿光年,比FRB 121102近一半。

    BBC报道称,这支团队还观测到12个一次性“快速射电暴”,使已知总数一下跃升到65个。相关论文在美国《自然》杂志上发表,为天文学最神秘的现象之一提供了更多线索。

    这两个重复信号有很多共同点。美国《华盛顿邮报》表示,当“快速射电暴”抵达地球时,它们的辐射波会出现一定程度的紊乱(失真模式),这是在宇宙空间中进行了漫长而坎坷的旅程的标志。FRB 121102和FRB 180814也是如此。尽管两次爆发来自相去甚远的位置,并且通过两条截然不同的路径来到地球,它们的辐射波却显示出类似的失真模式。

    这个发现震惊了与会的天文学家。《大西洋月刊》报道称,研究人员用一个小把戏宣布了他们的发现。“他们展示这些爆发的图像时,每位观众都在想,‘好吧,看着很眼熟’。然后演讲者说,‘其实你们从没见过这个,因为它们来自一个新的单一源重复爆发’。”美国康奈尔大学天体物理学家沙米·查特吉说。

    “黑历史”让科学家小心翼翼

    两个重复性“快速射电暴”的相似之处表明,它们可能起源于同一种环境,但具体是什么环境,科学家们目前一无所知。“我们还不知道它意味着什么。”研究团队成员、不列颠哥伦比亚大学天体物理学家英格丽德·斯戴尔斯对BBC说,“这只是我们的第二个样本。我想我们还需要更多。”

    当澳大利亚帕克斯天文台在2007年首次发现“快速射电暴”时,一些天文学家以为它是望远镜仪器的干扰杂光。在几毫秒内,“快速射电暴”释放出比太阳一天释放得还多的光和热,这让人们难以置信。“这些东西距离我们数十亿光年远,居然还能被我们探测到。”荷兰阿姆斯特丹大学天文学家杰森·黑塞尔斯对《华盛顿邮报》感叹道。

    科学家的小心谨慎是有理由的。据《自然》杂志报道,帕克斯天文台曾在1998年捕捉到一种间歇出现的神秘辐射信号,命名为“佩利顿”。此后多年,天文学家一直试图找到它的源头,他们猜测它来源于黑洞、中子星甚至外星生命,直到2015年,他们终于发现,“佩利顿”来自天文台员工厨房里的微波炉。

    “黑历史”令人不堪回首,幸好它并未阻碍人们探索太空的步伐。《自然》称,2007年帕克斯射电望远镜第一次探测到“快速射电暴”,之后又发现了6次银河系之外的同类现象;2012年4月,他们在波多黎各的同行发现了第8次。天文学家宣布这些信号真实存在,并非仪器故障或厨房电器所致。

    真正的“快速射电暴”有一些令人惊讶的特征,比如辐射波的剧烈扭曲,这表明其来自具有超强磁场和高温的极端环境。为了解释这些环境,科学家们已提出好几十种模型,比如超大质量的黑洞、密集的热电离气体云、快速旋转的中子星,以及“磁星”(一种旋转速度更快的中子星)。《大西洋月刊》指出,这些极端条件在银河系中非常罕见,人类目前已知的唯一超强磁场,源于银河系中心的超大质量黑洞射手座A(Sgr A)。

    然而,这些模型都解释不了重复性“快速射电暴”。如果说一次性爆发是宇宙碰撞或爆炸的产物,那么,什么样的东西在能量如此巨大的爆发后幸存下来,并且迅速再次爆发?《华盛顿邮报》写道,FRB 121102和FRB 180814的存在表明,宇宙总是出人意料。

    “外星文明用同一种方式发出同样的信号,这种可能性无限小”

    “这真的很诱人……说不定会开启天文学中一个全新的领域。”加拿大多伦多大学天体物理学家彻丽·邬对英国《卫报》说。“快速射电暴”的谜团令科学家们激动不已,他们争论着爆发的类型、性质和来源,相信这将为人类开辟认识宇宙的全新道路。

    《卫报》称,“快速射电暴”能帮助人们回答关于宇宙的一些有趣的基本问题,包括它是由什么构成的。“如果你把星系、恒星、行星和其他星体的质量加到一起,会发现根本达不到‘正确’的量。很大一部分物质消失了。”查特吉说,“它们都去哪儿了?”

    “暗物质”理论是一种主流的解释。天文学家怀疑,这些看不见的物质存在于星系之间的空间。虽然太空中物质的稀疏程度比人类迄今在真空实验室中达到的极致程度高好几个数量级,但既然宇宙空间几近于无限,那么哪怕是如此微小的存在,其总量依然可观。BBC表示,“快速射电暴”在宇宙空间中穿梭时会穿过这些物质,它们的相互作用将在辐射波中被编码。

    “‘快速射电暴’到达地球时,我可以从辐射波中读出这些信息。”美国西弗吉尼亚大学天文学家萨拉·柏克-斯博劳尔告诉BBC。来自太空的闪光能够照亮宇宙的复杂构成,天文学家发现的“快速射电暴”越多,人类能探索的空间就越广阔。

    天文学家们正摩拳擦掌,跃跃欲试。越来越多的望远镜被投入这项事业,而加拿大的CHIME有望成为其中最高效的“闪光猎人”。这台巨大的射电望远镜建成于2017年年底,在全球的同类望远镜中拥有最强大的信号处理系统。CHIME每天扫描整个北半球,每15分钟更换一个扫描区,其扫描能力达到帕克斯天文台的500倍。中国新近建成的“天眼”(FAST)射电望远镜同样能观测“快速射电暴”。此外,在新疆有一个与CHIME相似的望远镜阵——“天籁”望远镜。

    科学家估计,“快速射电暴”在整个夜空中每天发生约1万次,满负荷运行的CHIME每个月都能发现其中的几十个。样本快速增加,将大大缓解天文学家缺乏研究对象、巧妇难为无米之炊的苦恼。现在的问题是,怎样解释宇宙中这些神秘的信号?

    与宇宙的大多数谜团一样,“外星生命”理论是个很难被迅速排除的选项。《卫报》称,一些人相信,“快速射电暴”是来自先进外星文明的信标,外星生命正在大喊大叫,试图在浩瀚的宇宙中找到邻居。美国哈佛大学天体物理学家阿维·勒布甚至脑洞大开地认为,外星生命或许使用超强脉冲辐射推动飞船的“光帆”来进行星际旅行,多余的辐射照到地球,便成了我们探测到的“快速射电暴”。

    对此,研究人员表示,他们无法排除宇宙闪光的外星人起源论,这的确是诸多可能性中的一种,但他们强调,这是最不可能的一种。事实上,在美国天文学会冬季会议上,没有任何人提起“外星人”,尽管BBC和《卫报》都把这个词放在新闻标题里博人眼球。

    “‘快速射电暴’来自不同方向、不同距离,往往来自不同星系。生活在宇宙不同方位的外星文明不约而同地决定,用同一种方式发出同样的信号,这种可能性无限小,”斯戴尔斯对BBC说,“而且(考虑到每天都有1万次爆发)宇宙里的‘人’也太多了吧。”

    最重要的是,“快速射电暴”产生的环境不太适合生命体,更遑论智慧生命。当闪光爆发时,其周围的一切都会燃烧殆尽、陷入虚无。“如果地球附近爆发了一道‘快速射电暴’,那我们可能就没了。”柏克-斯博劳尔告诉BBC。

    “也许该再次感谢我们运气好,没有生活在那种‘特殊环境’里。”彻丽·邬说。

 

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