用紅外線望遠鏡尋找外星生命

丁冰青

有了由紅外線調節的探測器的輔助，天文學家對外星智能生命的探索延伸到了新的領域。這種新型望遠鏡點亮了探索未知世界的一片嶄新天空。

“紅外線將成為一種很有用的星際通信方式。”加州大學圣地亞哥分校物理系助教、天文物理學和空間科學研究中心成員謝莉·萊特說道。由她帶領的新型望遠鏡研制工作，正在多倫多大學天文學與天體物理學鄧拉普研究所進行。

一束強有力的紅外線激光只需維持1納秒，它的脈沖就能發出比恒星更亮的光。在近紅外光下，星際氣體和塵埃幾乎是透明的，所以即使是在遠距離的情況下，也可以得到這些信號。同時，比起可見光，用紅外線發送等量信息可以節省更多的能源。

這個想法可以追溯到10年前。已故的諾貝爾獎得主查爾斯·湯斯生前致力激光研究，他1961年在報刊上發表了對紅外線應用的想法。

50余年來，科學家一直致力用無線電信號觀測天空，在這方面也確實拓展了一定的視野。然而，能夠捕捉到紅外線脈沖的儀器是近幾年才投入應用的。

“我們不得不等待，”萊特說道，“因為要等科技跟上我們腳步。”對她而言，這個等待的時間是足足8年。

3年前，在鄧拉普研究所，萊特購買了最新的探測器，測試其是否能夠應用于望遠鏡。最終他們做到了。鄧拉普研究所的研究員杰羅姆·梅爾親自動手，在研制新型儀器的過程中起到了關鍵的作用。近紅外光地外文明搜索計劃簡稱NIROSETI。

相比之前的可見光探測器，NIROSETI能收集到更多信息。通過記錄一段時間內的光照層次，找出那些有可能來自地外文明的信號，我們就能對其模式進行分析。與此同時，根據這些記錄，我們也能以新的思路重新審視那些有可能是外星信號的記錄。

紅外線能夠穿透更遠的氣體和塵埃，所以新的探測器能夠觀測數千光年遠的星球，而不是區區數百光年。“開普勒”任務已經成功地發現眾多圍繞恒星運轉的星球，其中不乏類地行星。這些發現也催生了新的探測計劃，去尋找來自更多不同種類的星球上的信號。

目前，NIROSETI已經入駐位于圣何塞東部漢密爾頓山上的加州大學利克天文臺，并于2015年3月15日進行了第一次觀測。

一直以來，利克天文臺都是地外文明搜尋計劃和新型天文望遠鏡的研究場所，它由萊特在運營總監雷明頓·斯通的指導下建立，當時她還是加州大學圣克魯茲分校的研究生。加州大學伯克利分校的丹·韋特海默和理查德·特里夫斯設計了新型天文望遠鏡。

NIROSETI也可以揭示有關物理宇宙的新信息。“這是人類第一次在納秒范圍內用紅外線波長觀察宇宙。”韋特海默說，“這款望遠鏡可以發現新的天體物理現象，甚至可以回答地球是否是唯一存在生命體的星球這個問題。”

該團隊還包括地外文明搜尋計劃的創始人弗蘭克·德雷克，他是搜尋計劃研究所和加州大學圣克魯茲分校的高級顧問，同時也是一名積極的天文觀測者。

德雷克指出，新型望遠鏡有很多附加優點，他說：“（紅外線）信號很強，因此我們只需要小型望遠鏡去接收信號。小型望遠鏡可以節省更多的觀測時間，從而達到觀測更多恒星的目的。”而且，新型天文望遠鏡比射電望遠鏡更便宜。

德雷克說，這種新型望遠鏡也有一個缺點：“必須有某種地外文明恰巧沖著我們的方向發射信號，否則我們就什么也觀測不到。”然而，德雷克也看到了這個缺點積極的一面。他說：“如果我們收到沖著我們發來的信號，那很可能意味著，在宇宙中除了地球人，還有其他外星文明正在積極尋找自己以外的生命體。只要它們足夠友好，我們就能最終找到它們。”

NIROSETI團隊還包括來自加州大學伯克利分校的杰弗里·馬西和安德魯·西蒙，以及鄧拉普大學的學生帕特里克·多瓦爾。該項目資金來自比爾和蘇珊·盧姆菲爾德的慷慨支持。