尋找外星人,這臺世界最大望遠鏡能做點什麼?

2020-11-25 騰訊網

2016年，世界上最大的單孔徑射電望遠鏡——中國的500米口徑球面射電望遠鏡——捕捉到第一束天體射電波。自那時開始，這臺望遠鏡就進行了大量的測試和調試工作，並在2020年一月正式上線運行。在那段時間裡，它同時承擔了多樣的探索任務，包括觀察一百個新的脈衝星。

根據世界科學家團隊和由中國科學院帶領的近期研究表明FAST還有另一個作用：搜尋地外文明計劃！這次研究的作者們強調了FAST可以用於尋找地外文明計劃,這一項目是基於非盈利科學組織Breakthrough Initiative建立。

這個團隊成員包括：中國科學院的FAST團隊、加州大學伯克利分校、斯威本科技大學、Breakthrough Initiatives、尋找外星智慧研究所和眾多大學。由中科院FAST重點實驗室首席科學家李菂和中國科學院大學負責這項任務並且他們的研究最近登上了天文與天體物理研究雜誌上。

這是夜空的無線電圖像，由馬克斯 普朗克射電天文研究所格林 哈斯拉姆提供

簡單的說，由於FAST望遠鏡龐大的規模，望遠鏡陣列比之前的射電望遠鏡有著更多的優勢。首先，FAST的主表面直徑為500米（1640英尺），最大有效孔徑為300米（984英尺），是目前世界上最大的射電望遠鏡，比阿雷西博射電望遠鏡能觀測到更大的天空區域。

正如李博士通過郵件向《今日宇宙》解釋的那樣：

FAST最主要的優勢在於其收集區域信號的有效性。比起其他望遠鏡，如VLA，Effelsberg，Arecibo，GBT等，FAST形成了一個直徑為300米的拋物線,這是在L-波段（覆蓋著中性氫等）最大的信號收集區。與先進的接受器一起使用，FAST提供了最佳的點源增益，SETI信號就是這樣。

FAST望遠鏡的構想考慮到了SETI研究的可能性。因此，2016年「突破聆聽計劃」（BLI）與中國科學院國家天文臺（NAOC）籤署了一份諒解備忘錄以促進未來的合作，將FAST引入他們的射電望遠鏡網絡。

藝術家對BIL的印象，這是SETI歷史上最大的一次調查。來源：突破聆聽計劃

作為非盈利研究組織的一部分Breakthrough Initiatives，突破聆聽計劃是一項為期10年，耗費1億美元的項目，旨在進行最靈敏，最全面，最深入的探索，尋找其他星球上的先進生命，這些努力目前依靠三架望遠鏡，包括綠灣射電天文望遠鏡，帕克斯射電望遠鏡和自動行星發現者望遠鏡。

另一個主要優點是FAST配備了19波束焦平面饋電喇叭接受陣列，大大增強了它的視野。與之相比，阿雷西博的7束和帕克斯射電望遠鏡的13束都為SETI的探測提供了前所未有的速度，並有效的濾除了來自地球射頻的幹擾。

FAST望遠鏡還受益於配備了最新的計算硬體、軟體和網絡，「此外，我們已經成功地測試了一種新的觀測模式，允許同時獲得不同目的的數據」李菂說，「特別是，在所有望遠鏡裡，這是第一次可以記錄脈衝星和氫數據流並進行大規模調查」，同樣的技術可以運用到他和他的同事進行的另一項新的調查叫作「共生射電天文學快速調查」（CRAFTS），這次調查將同時尋找各種射電源，如脈衝星、快速射電爆發（FRBs）、星系和氫。一旦FAST裝備了SETI的儀器，李菂預計該調查能為SEIT（搜索地外文明）提供充足的時間，同時還可以實現其他主要的科學目的。

凌日系外行星勘測衛星和它的四個望遠鏡藝術概念圖，來源：美國宇航局/麻省理工學院

對於FAST將要搜索的內容，小組在研究中也包括了一些想法和建議。正如李博士所指出的那樣，這些將包括對諸如美國宇航局的凌日系外行星巡天衛星（TESS）之類的下一代望遠鏡發現的系外行星的調查，以期找到地外通信的證據：

「除了盲尋外，我們還將瞄準TESS行星和仙女座星系。就等效各向同性輻射功率（EIRP）而言，FAST靈敏的足以探測到任何擁有類人技術的TESS行星，即一個擁有比阿雷西沃稍稍強大的雷達的世界。在仙女座的距離內，FAST可以探測到卡爾達肖夫II型或任何更強大的文明。

那麼FAST可以探測到能夠利用整個恆星系能量的先進文明嗎？它可以在尋找其他宇宙無線電源的同時做到這一點嗎？現在聽起來很有希望！同時，突破聆聽（Breakthrough Listen）為期十年的調查還在繼續，並且數據仍在不斷積累。

如果真的有證據表明智慧生命的存在，那麼我們就快找到它了！

作者：universetoday

FY：Astronomical volunteer team

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