智慧星球的探测器：詹姆斯·韦伯望远镜利用气体光谱在银河系中发现地球的文明

原创 气体地化专委会 同位素地球化学 2023-09-16 14:06 发表于美国

图1. 一项新的研究表明，詹姆斯·韦伯太空望远镜可以从银河系的另一端探测到地球上的人类文明(图片来源:James Vaughan)

（作者： Harry Baker）

   研究人员已经表明，如果将詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）从银河系中的另一颗星系瞄准地球，它可以探测到我们星球大气中智慧生命的迹象。

新研究表明，如果詹姆斯·韦伯太空望远镜从银河系中的另一个恒星系统窥视地球，它将能够发现我们文明的迹象。

这一发现引发了希望，认为这款先进的太空飞行器在朝着我们银河系中遥远的世界凝视时，可能会探测到外星文明。

自2021年末发射以来，JWST一直主要用于凝视宇宙深处，寻找有关早期宇宙形成的线索。但望远镜的次要目标之一是分析附近系外行星的大气，以寻找由生物生产的气体，称为生命迹象，以及由先进外星文明产生的化学物质，称为技术迹象。

尽管JWST是目前运营中最先进的望远镜，但尚不清楚它能否有效地发现智慧生命的显著迹象。为了回答这个问题，研究人员决定测试太空望远镜是否能够成功地从宇宙中唯一已知既适合居住又目前有生命存在的星球——地球上，探测到智慧生命。

图2. 这张图表显示了新研究中使用的原始大气数据。特定的生物特征和技术特征以不同的颜色突出显示。(图片来源:Lustig-Yaeger, et al)

在这项新研究中，于8月28日上传到预印本服务器arXiv的研究人员对地球的大气进行了光谱分析，并故意降低了数据的质量，以模拟它对数十光年外的观察者会呈现出什么样的情况。然后，团队使用了一个复制JWST传感器能力的计算机模型，以查看该太空望远镜是否能够从数据集中探测到关键的生命和技术迹象，如由生物生产的甲烷和氧气，以及由人类产生的二氧化氮和氟氯碳化物（CFCs）。

这些结果尚未经过同行评审，但显示JWST可能能够在我们星球的大气中探测到所有非智慧和智慧生命的关键标志。

研究人员指出，经过改变的数据集的质量大致相当于JWST对“TRAPPIST-1”行星的观测——这是一个包含七颗绕着一颗红矮星运转的系外行星的恒星系统，距离地球约40光年。这表明，望远镜应该能够探测到距离地球40光年内的系外行星上的生命或外星文明。但团队认为，JWST可能能够在距离地球50光年的范围内探测到外星生命的迹象。

目前，距离地球50光年内仅已正式发现大约20颗系外行星，但根据这个空间区域内估计的恒星数量，专家们预测JWST的范围内可能有多达4,000颗系外行星，这一预测来自于Project EDEN，这是一个专门致力于寻找接近地球的潜在适居行星的国际天文合作项目。

然而，这并不保证JWST能够在其他行星上探测到生命。

研究人员写道，"在没有有关适居环境的背景知识的情况下，检测其他世界上的生命迹象和技术迹象可能会很具挑战性"。在这项研究中，团队已经知道要寻找哪些标志，但在一个条件不同、可能存在不同生命形式或技术的系外行星上，这些生命迹象可能就不那么明显了。

JWST已经在地球附近的系外行星上取得了一些有趣的发现。该望远镜发现了位于距离地球约40光年的类似海王星大小的系外行星GJ 1214b上的水，还发现TRAPPIST-1系统中距离该星最近的行星TRAPPIST-1b由于极端高温可能根本没有大气。该飞行器还在距离地球约40光年的“超木星”系外行星VHS 1256 b的大气中发现了一个巨大的尘暴。

图3. 一位艺术家对TRAPPIST-1系统的解释。(图片来源:Getty Images)

更靠近地球，JWST还探测到了喷涌出来的巨大间歇泉，它们位于土星的卫星恩塞拉达斯上，这些间歇泉可能含有生命所需的化学成分。在宇宙更远处，该飞行器还在距离地球1,000多光年的地方的一个幼年恒星系统中看到了可能有助于生命的碳化合物。（By Harry Baker）

原文链接：

JWST could detect life on Earth from across the galaxy | Space