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13亿光年外传来强烈信号,向地球重复发送51次,要不要回复?

2021-11-23  火星科普

通过射电望远镜,天文学家探测到了来自宇宙深处的不明强烈信号——FRB 20201124A,它重复出现了至少51次。根据《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上刊载的一项新研究[1],这个重复无线电信号的源头终于被找到了,它来自于13亿光年外的一个遥远河外星系。那么,这个信号究竟意味着什么?我们该不该回复呢?

通过光学望远镜,我们可以看到壮美的宇宙景象——无比绚丽的星云,神秘莫测的星系。但宇宙中还有其他看不到的电磁波,比如无线电波,它们也包含了大量的宇宙信息,这就需要用到射电望远镜,中国天眼(FAST)就是属于这类望远镜。

上个世纪中叶,天文学家通过射电望远镜,取得了一系列重大的发现,包括宇宙微波背景辐射,直接证明了宇宙大爆炸理论;脉冲星,证实了恒星演化理论。

进入21世纪后,天文学家又探测到了一种此前未知的无线电信号。这种信号闪个几秒到几十毫秒就会消失,但释放出的能量相当于太阳在成千上万年里产生的能量之和,天文学家把这种能量爆发称之为快速射电暴(FRB)。

天文学家对快速射电暴的产生机理知之甚少,因为这种神秘的信号通常都是一次性的,随机出现在某个天区中,闪了一次之后就不再出现。正因为如此,天文学家无法定位到它们的源头,研究它们的产生机制也就无从谈起。

这一次,天文学家研究了FRB 20201124A,终于找到它来自于哪里,这得益于该信号是一个非常少见的重复信号。通过平方公里阵列探路者(ASKAP)、埃费尔斯贝格100米射电望远镜,天文学家至少探测到了这个信号出现51次爆发。

基于这些观测数据,FRB 20201124A的源头被成功定位,它来自于一个昏暗的河外星系SDSS J050803.48+260338.0,其红移值为0.0979。再通过宇宙学标准模型,可以算出该星系距离地球大约13亿光年。

分析表明,这个宿主星系的质量估计是太阳的200亿倍,或者相当于银河系的五十分之一。这个星系并没有十分活跃的星系核,所以那里不是快速射电暴的源头。在星系核周围的一片区域中,大量年轻的恒星正在形成,强烈的无线电信号被认为是从该区域中发出去的。

至于这个信号究竟是源自于什么机制,目前并不清楚,可能的原因包括黑洞与磁星的相互作用,高能超新星的爆发。除此之外,快速射电暴还有一种让普通人比较感兴趣的可能起源——外星文明。

人类利用无线电波发送各种信息,以实现远距离通信。如果宇宙的其他星球上演化出智慧文明,他们可能也会像人类那样,通过无线电波进行通信。如果接收到这些信号,人类就有望发现外星文明,这是我国天眼的一大探测目标。

倘若该信号真是外星文明发出的,由于它距离我们13亿光年,意味着这些无线电波需要耗时13亿年才能来到地球上,我们现在接收到的是13亿年前的信号。13亿年前,不要说人类,地球上就连动物都没有,只有海洋中存在一些结构简单的生命。

可以想象,能够发出这些信号的外星文明早在当年就已经非常先进。再经过十几亿年的发展,这样的外星文明更是达到了人类难以想象的高度。如果他们找上地球,人类在他们面前根本不堪一击。因此,不少人反对人类主动接触外星文明。

但事实上,即便人类想要回复13亿光年外的外星文明,我们也根本做不到。以目前人类的科技水平,不要说星系际通信,就连在我们银河系内的恒星际通信都实现不了。若要让无线电信号传播长达13亿光年后,还不会衰减成宇宙背景噪音,所需发射器的功率需要高达太阳的成千上万倍,这显然是完全不现实的。

再退一步来说,就算我们能够发出这些信号,等到它们到达那个星系,也要在13亿年之后。到了那时,人类早就发展到更高层次的文明等级。又或者那个外星文明在过去漫长的时间中,早已消逝。

参考文献

[1] Wen-fai Fong, Yuxin Dong, Joel Leja, Chronicling the Host Galaxy Properties of the Remarkable Repeating FRB 20201124A, 2021, Astrophysical Journal Letters, 919, L23.

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