IT之家 3 月 8 日消息，據(jù) Space 報(bào)道，一項(xiàng)試圖解釋宇宙為何如此寂靜的新研究認(rèn)為，地外文明探索計(jì)劃（SETI）至今未能成功找到外星生命，原因可能是其他恒星周圍的空間天氣，正在干擾外星文明向外發(fā)送無線電信息的嘗試。

據(jù)IT之家了解，“空間天氣”指的是恒星風(fēng)輻射噴發(fā)或恒星日冕物質(zhì)拋射（CME）所產(chǎn)生的電磁擾動(dòng)。這些事件會(huì)將大量等離子體和電子噴射到恒星周圍的行星際空間，而等離子體與電子對(duì)相干無線電信號(hào)來說，就如同克星一般具有破壞作用。

當(dāng)無線電波與高密度帶電粒子區(qū)域相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多種有害影響。例如，從事地外文明探索的科學(xué)家們，早已將恒星之間星際介質(zhì)中的電子色散效應(yīng)納入考量。當(dāng)無線電波在星際空間中遇到電子時(shí)，較低頻率的無線電波相互作用更強(qiáng)，導(dǎo)致低頻信號(hào)延遲，比高頻信號(hào)更晚抵達(dá)目的地。包含多種頻率的寬帶信號(hào)會(huì)受到這種色散效應(yīng)的嚴(yán)重影響，這也是為何 SETI 科學(xué)家推測(cè)，外星文明會(huì)轉(zhuǎn)而發(fā)送頻率更少的窄帶信號(hào)。

SETI 搜尋窄帶信號(hào)（帶寬僅幾赫茲）的另一個(gè)原因是：自然界中已知現(xiàn)象不會(huì)產(chǎn)生如此高度集中的無線電信號(hào)。因此，一旦我們探測(cè)到此類信號(hào)，基本可以確定它是人造信號(hào)。

但在此之前，從未有人量化過恒星活動(dòng)噴射出的等離子體和電子所帶來的影響。如果遙遠(yuǎn)系外行星上存在科技文明，想要向深空發(fā)射信號(hào)，其所在恒星系統(tǒng)的空間天氣，就可能對(duì)信號(hào)特征產(chǎn)生負(fù)面影響。

美國(guó)加州山景城 SETI 研究所的維沙爾 · 加杰爾在一份聲明中表示：“SETI 的搜索通常針對(duì)極窄信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化。如果信號(hào)被其母恒星環(huán)境拓寬，即便信號(hào)真實(shí)存在，也可能低于我們的探測(cè)閾值，這或許能解釋我們?cè)诩夹g(shù)特征搜索中觀測(cè)到的無線電靜默現(xiàn)象。”

空間天氣對(duì)窄帶無線電信號(hào)最主要的影響，是一種被稱為衍射閃爍的現(xiàn)象。當(dāng)信號(hào)與恒星產(chǎn)生的等離子體相互作用時(shí)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)在更寬的頻率范圍內(nèi)被“抹開”。原本僅在少數(shù)頻率上具有強(qiáng)能量的窄帶信號(hào)，被分散后能量分布到更多頻率上，信號(hào)強(qiáng)度隨之降低。

不過，發(fā)現(xiàn)問題只是第一步。加杰爾與其在 SETI 研究所的同事格雷絲 · 布朗希望更進(jìn)一步，量化空間天氣的影響，以便在 SETI 搜索中更好地消除干擾。

為此，兩人首先以太陽(yáng)系為樣本進(jìn)行量化分析，研究地球與太陽(yáng)系探測(cè)航天器之間的無線電信號(hào)。他們校準(zhǔn)了太陽(yáng)風(fēng)波動(dòng)與日冕物質(zhì)拋射對(duì)窄帶信號(hào)的影響，并取時(shí)間平均值。隨后，他們以太陽(yáng)為基準(zhǔn)，校準(zhǔn)空間天氣對(duì)兩類主要恒星周圍信號(hào)的拓寬效應(yīng)：類太陽(yáng)恒星，以及紅矮星 —— 紅矮星是體積最小、溫度最低的恒星，占銀河系恒星總數(shù)的四分之三。

質(zhì)量遠(yuǎn)大于太陽(yáng)的恒星未被納入研究，因?yàn)樗鼈儔勖^短，環(huán)繞其運(yùn)行的行星上沒有足夠時(shí)間演化出科技生命。

為驗(yàn)證觀點(diǎn)，加杰爾和布朗模擬了對(duì)距離最近的 100 萬顆類太陽(yáng)恒星與紅矮星的 SETI 搜索，并結(jié)合已知恒星活動(dòng)數(shù)據(jù)，加入空間天氣影響。

模擬針對(duì) 1 吉赫茲附近頻段展開搜索，這也是最常用的搜索頻段 —— 例如星際氫原子的無線電輻射就在 1.42 吉赫茲。

模擬結(jié)果顯示：

• 70% 的恒星會(huì)使信號(hào)頻率拓寬超過 1 赫茲
• 30% 的恒星會(huì)使信號(hào)拓寬超過 10 赫茲，尤以活動(dòng)劇烈的紅矮星最為顯著

更嚴(yán)重的是，如果信號(hào)發(fā)射時(shí)恰逢日冕物質(zhì)拋射，信號(hào)拓寬可能超過 1000 赫茲，會(huì)讓專注于極窄帶信號(hào)的探測(cè)器完全無法識(shí)別。

但如今我們已了解這一機(jī)制，就可以采取措施降低影響，就像我們能估算星際介質(zhì)造成的色散程度，或是通過算法消除因發(fā)射源行星繞恒星運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率多普勒漂移一樣。

布朗表示：“通過量化恒星活動(dòng)如何重塑窄帶信號(hào)，我們可以設(shè)計(jì)出更匹配實(shí)際抵達(dá)地球信號(hào)的搜索方案，而不只是針對(duì)理論上的發(fā)射信號(hào)�！�

66 年來，SETI 持續(xù)在宇宙中搜尋科技文明存在的證據(jù)，卻至今一無所獲。例如 1999 年啟動(dòng)的公民科學(xué)項(xiàng)目 SETI@home，如今僅剩最后 100 個(gè)候選信號(hào)，而這些信號(hào)被證實(shí)為外星信號(hào)的希望渺茫。

一些研究者將這一困境稱為“大寂靜”。而加杰爾與布朗量化的空間天氣效應(yīng)，是否就是原因所在？

研究認(rèn)為，這至少加劇了大寂靜，具體程度取決于宇宙中發(fā)射信號(hào)的文明數(shù)量。不過，就像我們監(jiān)測(cè)太陽(yáng)與太陽(yáng)系空間天氣一樣，技術(shù)足夠先進(jìn)、能向宇宙發(fā)送信息的外星文明，理應(yīng)也了解自身恒星的空間天氣，并選擇在平靜期發(fā)射信號(hào)。

但這一點(diǎn)無法保證，尤其是當(dāng)發(fā)射機(jī)長(zhǎng)期開啟（能耗極高），或是自動(dòng)發(fā)射設(shè)備時(shí)。加杰爾和布朗提出：宇宙中或許并非“大寂靜”，反而充斥著大量信號(hào)，只是我們尚未調(diào)諧到正確方式去接收它們。

該研究于 3 月 5 日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》。