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4000光年外傳來強烈信號,重復71次,天文學家:很詭異

天空之城 2022/09/23

如果要說什麼宇宙信號會讓天文學家感到振奮,重復出現的無線電波無疑備受關注。因為人類目前會用無線電波進行通信,而如果宇宙中有外星文明,他們也有可能使用無線電波。

這種電磁波就像可見光那樣以光速傳播,但它們不像可見光那樣肉眼或者光學望遠鏡可見,而是需要經由射電望遠鏡來接收。著名的「中國天眼FAST」正是用于探測宇宙中的無線電波,其一個重要的科學目標是尋找外星文明。此前,FAST接收到了一個來自30億光年外的強烈無線電信號,它究竟如何產生一直不明。

根據《自然》(Nature)雜誌刊載的一項新研究,天文學家接收到了一個強烈的無線電波,每隔18分鐘重復一次。這個重復無線電信號就在我們的銀河系中,距離地球4000光年,這在宇宙尺度上算是一個很近的距離。

天文學家通過研究後發現,這個神秘的信號與以往接收到的任何信號都不一樣,無法用已知的天體物理現象來解釋。那麼,這個信號有什麼特別之處呢?會不會是外星文明發出的呢?我們要不要回復呢?

1967年,射電望遠鏡第一次接收到了來自宇宙的重復無線電信號,其週期極為穩定,每隔一兩秒出現一次,這讓天文學家感到大為震撼。天文學家推測,這種神秘的信號可能是外星人發出的。如果真是這樣,這無疑是天文學上最為重大的發現,將會對人類文明產生巨大的衝擊。

但後來更進一步研究顯示,這個信號的來源其實是一種理論預言中的天體——脈衝星。這種天體的本質是中子星,它們的前身是質量介于太陽8至20倍的恒星。這類恒星耗盡燃料後會猛烈爆炸成超新星,核心區域被自身重力強烈壓縮,讓電子與原子核內的質子結合成中子,最終形成了緻密的中子星。

中子星極為緻密,它們的密度高達每立方公分3億噸。對于一個質量為太陽1.5倍(3000億億億噸)的中子星,它的直徑只有大約20公里。此外,密度極端的中子星還有一個極為強大的磁場,其磁軸方向會發射出強烈的無線電波。

由于中子星的自轉軸與磁軸大都是錯開的,並且中子星的自轉週期很快,幾秒甚至幾毫秒就能轉一圈,所以當中子星在快速自轉時,它們磁軸方向發射出的無線電波也會在宇宙中掃一圈。如果地球恰好在中子星的磁軸方向上,我們就能每隔一個固定的週期接收到一個脈衝信號,這就是脈衝星的由來。

此次天文學家接收到的脈衝信號GLEAM-X J162759.5-523504.3,其週期為1091秒,也就是18.18分鐘,信號的持續時間為30至60秒。但奇怪的是,在天文學家觀測期間,這個信號在幾小時內又會突然消失,然後又突然出現。

在發現這個信號後的大約三個月時間裡,只有一個射電陣列接收到了這個脈衝星信號,重復了71次,其他的射電望遠鏡都沒有探測到。後來再次嘗試重新捕獲這個信號,但都沒有成功。

澳大利亞科廷大學的天體物理學家Natasha Hurley-Walker表示:「這個發現完全出乎意料,對天文學家來說都是很詭異,沒有已知的天體可以解釋這種奇怪的現象。」

對于這個信號的源頭,天文學家排除了外星信號的可能性。人類用于通信的無線電波只覆蓋了頻譜上的一小部分,而這個信號卻非常寬。如果要製造出頻率如此之多的無線電信號,將需要極為巨大的能量,這對于再發達的外星文明來說都是一種浪費。

天文學家認為,這個信號應該是由宇宙中的天體自然發出的。但並不是脈衝星,而可能是擁有極為強大磁場的磁星。磁星也是一種中子星,但它們的磁場強度至少可達1億特斯拉,這相當于地球磁場強度的2萬億倍。

這個信號源頭在4000光年之外,儘管這個距離對宇宙來說近在咫尺,但對人類而言卻是遙不可及。人類發射的星際飛船要飛出半徑1光年的太陽系,就已經需要1.8萬年。如果要飛到4000光年外,則需要幾千萬年的時間。

此外,即便這個信號是外星文明發出的,我們也沒有能力進行回復。因為信號傳播4000光年後,還能被接收到,不會衰減成無法分辨的噪音,這需要極高的能量,目前的人類根本辦不到。

再退一步講,就算人類回復了這個信號,傳到他們那邊就需要4000年的時間。等到他們回復,還要再過4000年才能到達地球被我們接收到。如果沒有蟲洞之類的時空隧道,宇宙中的不同智慧文明之間很難進行有效溝通。

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