寻找地外文明的希望!美国新一代望远镜,预计2039年发射

作者&投稿:水枫 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 2021年12月25日,万众期待的詹姆斯·韦布太空望远镜终于发射升空。这台经历了多次推迟发射的太空望远镜,成了人们的希望,可以凭借史无前例的强大观测能力对系外行星进行观测,甚至可能发现第二颗地球。

虽然已经升空3个月了,韦布仍然没有拍摄第一张正式的宇宙图像,而是在不断调试设备。根据计划,它最早在今年夏天才能发布第一张高清的太空图片。

然而,早在韦布发射之前,美国宇航局就已经野心勃勃地筹备下一代太空望远镜了。根据他们的说法,这台望远镜的观测能力更加强大,甚至有望直接发现地外文明!这台望远镜,名字叫做 大型紫外/可见光/红外探测卫星,简称LUVOIR。

我们知道,望远镜是人类了解这个宇宙的最重要工具,伴随着人类观测设备一代代的升级,宇宙之谜也得到了一个个的破解。

美国国家科学院每十年会发布一份“十年规划”,设定十年内的重点研究项目。在2021年制定的《2020年天文学和天体物理学十年调查》中,他们就提到了 LUVOIR。根据计划,它有望在2039年发射升空。

我们知道,著名的哈勃太空望远镜,口径是2.4米。而新发射的韦布太空望远镜,口径则达到了6.5米。而 LUVOIR,则有两个方案,其中plan B的口径是8米,而plan A更加惊人,口径达到了15米,是哈勃的6倍,韦布的2.3倍!我们知道,望远镜的口径越大,观测能力就越强,可见LUVOIR绝对是人类未来的希望。

不仅如此,相比于哈勃最擅长在可见光和紫外波段观测、韦布主要在红外波段观测, LUVOIR的功能更加全面。从它的名字就可以看出来,不论是红外光还是可见光或者紫外线,它都能够尽收眼底,如此全面的功能,可以让我们对一个天体有更加立体的认知。

和韦布一样, LUVOIR也会被放在第二拉格朗日点上,也就是距离地球150万公里的地方,从而避免太阳光的照射。

那么,美国造这么牛的望远镜,到底准备用来做什么呢?

说起来,它有一个使命非常重要,也是大家非常关心的,那就是寻找宇宙中的地外文明。

我们知道,系外行星距离我们都非常遥远,LUVOIR要如何观测到它们的表面有没有生命呢?

答案很简单,那就是光谱。光谱是宇宙天体的“身份证”,它可以让我们隔着几十上百光年的距离,就判断一颗天体的大气中有哪些物质。LUVOIR就非常擅长这方面的观测,它有望找到系外行星大气中一些只能由生命体合成的物质,从而判断其表面是否有和我们一样甚至更加发达的文明。

首先就是二氧化氮。这是一种有毒气体,但对于天文观测来说具有重要意义。虽然自然界内也有化学反应可以合成二氧化氮,但如果一颗行星的大气内这种气体的含量变化出现了异常,那就值得我们关注,或许它们就是来自于其他文明的工业生产过程。

有人进行过估算,如果真的按照plan A制造15米口径的LUVOIR,那么它进行400个小时的观测,所有33光年以内大气中二氧化氮含量类似地球的系外行星都会被识别出来。

10年时间,他们当然不会只考虑一台望远镜。除了LUVOIR之外,美国还有两台巨型地基望远镜在筹建,其中一个是巨型麦哲伦望远镜,另一个是三十米口径望远镜。

巨型麦哲伦望远镜由7块直径8.4米、重达20吨的子镜组成——这个尺寸是有限的,科学家已经证明,如果超过这个尺寸,镜子就会被自身的重量压弯,影响观测。通过这样的组合,它的等效口径可以达到21.4米,成像清晰度将达到哈勃的10倍以上!

三十米口径望远镜尤其值得一提,因为这个项目,我国也有参与。也就是说,当它建成之后,我国也是有权利使用它进行观测的。而且,由于一些特殊的问题,该望远镜一直无法确定选址。甚至有人推测,我国青海的冷湖作为地球北半球最佳观测地点之一,也有希望安置这台史无前例的望远镜。

它们被科学家们寄予厚望,可以对红矮星周围的系外行星大气进行光谱分析。红矮星是宇宙中数量最多的恒星,所以在这些恒星周围寻找生命是最高效的。然而红矮星也是宇宙中最暗的恒星,所以其周围行星的光谱也很难被看到,只有这种极其巨大的望远镜,才能够获取我们想要的信息。

除了和我们类似的文明之外,美国科学家还思考了如何寻找比我们更加发达的文明,比如拥有戴森球的二级文明。

所谓的戴森球,是一种能够将整个恒星包裹住的巨大设施,它可以将恒星的全部能源攫取过来为自己所用,从而满足高级文明的快速发展。

听到这个概念你就会明白,这种结构能够吸收恒星的所有光芒。但另一方面,它本身又会不可避免地释放出特殊的红外线。不过,想要探测到戴森球,人类或许还需要专业的红外观测设备,那就是远红外线探测器。

而且,红外探测器还能发现一种特殊物质,那就是氟氯烃,也就是大家熟知的氟利昂。这种物质不仅无法在自然界产生,甚至连生命体都无法自己合成,非要智慧生物通过工业生产才能制造。如果我们在某颗系外行星的大气中发现氟氯烃,那么这颗行星上就极有可能已经孕育生命了。

科学家甚至还考虑了地外文明可能制造出的特殊X射线,他们认为,我们可以通过对X射线双星的观测,寻找其中的蛛丝马迹,或许也能发现地外文明。

可以说,在接下来这10年的时间里,我们有望见证大量顶级望远镜的竣工。不过,按照美国宇航局的风格,他们的望远镜不断推迟竣工时间,也不是什么新鲜事了……

当然,这还只是美国,更别提欧洲和我国也有计划建造更多强大的望远镜。随着这些望远镜的问世,或许我们真的能够找到宇宙中的地外文明。届时,我们恐怕就要思考一个问题了:该不该和它们联系呢……#外星人# #外星生命#


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