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[涨姿势] 我们如何利用现有技术探测改造行星

作者:精品下载站 日期:2024-12-13 17:29:14 浏览:14 分类:涨姿势

我们如何利用现有技术探测改造行星


如果外星物种想要改造一颗行星,我们应该能够发现它。

[涨姿势] 我们如何利用现有技术探测改造行星

也许有一天我们希望改造火星。 

图片来源:Limbitech/Shutterstock.com

也许有一天(也许对人类来说,也许不是),一个文明可能希望将太阳系或太阳系以外的行星改造为地球。也许一场环境灾难正在他们的星球上迫在眉睫,或者他们发现了附近的一颗邻居星球,看起来——经过一些最后的修饰——它可以成为一个美好的新家。

一项新的研究探讨了这样一个希望使地球变暖的文明会使用哪些选择,并确定这些方法很可能可以从地球上检测到。 

目前,寻找外星生命的过程相当简单。除了寻找外星文明故意或无意向太空发出的潜在信号外,我们还会扫描恒星,寻找微小的光线减弱现象,这表明系外行星挡住了我们对其光线的视线。一旦我们找到了一颗系外行星,我们就可以考虑该行星在太阳系中的位置等因素,以确定它是否位于宜居带。 

行星大气中的气体会阻挡特定波长的光,这意味着如果我们测量光谱,我们就可以了解行星的化学成分。由于我们只在一颗行星上发现了生命存在的证据(你目前正坐在它上面),因此寻找化学成分适合我们星球上生命存在的行星是有意义的。但我们也会寻找技术文明的迹象,包括假设的巨型结构,它们会发出大量红外辐射。

在这篇新论文中,加州大学河滨分校的一个团队提出,我们可以寻找的另一个迹象是化学特征,表明文明正在试图使他们的星球变暖。 

地球上的温室气体是一个相当大的问题。 “对我们来说,这些气体是有害的,因为我们不想加剧变暖,”加州大学河滨分校的天体生物学家和主要研究作者爱德华·施维特曼在一份声明中说。 “但它们对于一个可能想要阻止即将到来的冰河时代的文明来说是有好处的,或者像人类为火星提出的那样,在其系统中改造一个原本不适合居住的星球。”

氯氟烃(CFC)被认为是文明实现这一目标的一种方式。然而,它们对于任何受到臭氧保护的文明来说都不是很好,也不是很容易被察觉。

施维特曼补充道:“如果另一个文明拥有富氧的大气层,他们也会拥有想要保护的臭氧层。” “即使氟氯化碳催化了臭氧层的破坏,它们也会在臭氧层中分解。”

相反,该团队建议,他们可能希望使用甲烷、乙烷和丙烷的氟化版本。

研究小组在论文中解释说:“选择这些含氟气体的部分原因是它们的无毒性质以及与催化破坏臭氧的含氯或含溴温室气体相比的相对惰性。” “在每个分子的基础上,这些物种中的每一种都是比 CO2 或 H2O 更有效的温室气体,因为它们具有与宜居系外行星的中红外(MIR)窗口。”

这些气体的寿命比氟氯化碳长得多,可以在类似地球的大气中保留数万年,这意味着您无需不断补充供应来保持气候如您所愿。 

由于外星文明受到与我们相同的物理学的影响,他们可能会注意到这些气体的潜力,这给了我们一些值得寻找的东西。据该团队称,使用 JWST 等望远镜和未来的望远镜,我们应该能够检测到这些化学物质发出的信号。

“具体来说,我们已经证明 CF4、C2F6、C3F8 、SF6 和 NF3 单独或组合使用,可以产生与 9.65 μm 相当或更大的 MIR (5–12 μm) 传输特征O3 谱带的浓度≳ 1 ppm,”该团队在研究中写道。 “我们计算了检测 C2F6、C3F8、SF6、NF3,以及前三种气体在 TRAPPIST-1 f 上与 MIRI LRS 的 1、10 和 100 ppm 的相等组合,并发现令人惊讶的是,需要很少的凌日,对于 100 ppm 的每种气体组合进行 5σ 检测只需 5 次,而对于 10 ppm 的相同气体组合进行 10 次中转。”

如果这些文明使用多种温室气体来降低成本,情况可能会变得混乱。对于寻找此类行星的“第一步”,他们建议天文学家应该寻找异常低的红外辐射,然后可以更仔细地观察这些辐射,以尝试分析它们的化学特征。

论文发表在《天体物理学杂志》上

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