我们知道系外行星在我们银河系中很常见,但关于外星生命和外星文明的问题仍属于推测范畴。鉴于我们尚未找到任何证据,天文学家目前感兴趣的是我们如何可能找到它们。新研究提出了一种奇特的方法:寻找污染。
这项工作已被《天体物理学杂志》接受发表,并可在网上作为预印本获取。在其中,研究团队讨论了如何利用氮氧化物(NO2)来寻找外星文明。在地球上,这种气体是燃烧的副产品,它可能在下一代望远镜对遥远行星大气的观测中可见。
“在地球上,大部分氮氧化物是由人类活动排放的——如车辆排放和化石燃料发电厂等燃烧过程,”NASA戈达德太空飞行中心的Ravi Kopparapu首席作者在一份声明中说。“在低层大气(约10至15公里或约6.2至9.3英里)中,人类活动产生的NO2相比非人类来源占主导地位。因此,在宜居行星上观测到NO2可能表明存在一个工业化文明。”
天文学家正在寻找这些系外行星大气中的一些生命迹象。这些是生物标志物。但现在他们也在探索“技术标志物”——在工业化文明存在的情况下,那些遥远世界的大气中会存在的分子。
“其他研究已经考察了氯氟烃(CFCs)作为可能的技术标志物,这些是工业产品,曾被广泛用作制冷剂,直到因为它们在臭氧层消耗中的作用而被逐步淘汰,”来自西雅图华盛顿州蓝宝石科学研究所的合著者Jacob Haqq-Misra补充道。
“CFCs也是一种强大的温室气体,可以通过提供大气中的额外增温来用于改造像火星这样的行星。据我们所知,CFCs完全不是由生物产生的,所以它们比NO2更明显的技术标志物。然而,CFCs是非常特定的制造化学品,可能在其他地方并不普遍;相比之下,NO2是任何燃烧过程的一般副产品。”
发现氮氧化物不会是“我们找到了外星生命”的证据。这种气体也自然产生,所以天文学家将不得不估计他们看到的信号是否足以由一个技术社会产生。
“在地球上,约76%的NO2排放是由于工业活动,”NASA戈达德的合著者Giada Arney解释说。“如果我们在另一颗行星上观测到NO2,我们将不得不运行模型来估计仅从非工业来源可能产生的最大NO2排放量。
如果我们观测到的NO2超过我们的模型建议的非工业来源的可信度,那么剩余的NO2可能归因于工业活动。然而,在寻找地球以外的生命时,总是有可能出现假阳性,未来的工作将需要确保区分真阳性和假阳性的信心。”
云和其他气溶胶也可以产生假阳性。对于这个项目的下一步,团队希望为行星大气创建更好的模型,以便能够更现实地了解氮氧化物信号会是什么样子。