近七十年来,人类对地外文明的搜寻(SETI)始终聚焦于从邻近类太阳恒星接收窄频带、高强度的人工无线电信号。然而,一项由英国皇家天文学会发布的最新研究提出了一个令人不安的可能性:外星信号或许正大量存在于我们听觉最为迟钝的区域——银河系中心方向的低频射电天空,而我们传统的监听策略几乎完全错过了它们。
为何监听银河中心如此困难
银河系中心是银河中恒星最密集、星际介质最复杂的区域。该研究首席作者、伦敦大学学院空间与气候物理系的瑞贝卡·欧文斯博士指出:“银心方向的射电环境堪比一个拥挤的摇滚乐现场,每一个恒星系统都可能产生巨量自然射电发射,而星际等离子体的散射作用会把任何窄带信号展宽、延迟,就像声音在人群中不断反射,最终变成无法辨认的噪声。”传统SETI重点搜寻的1-10 GHz频段,在银心方向受到银河同步辐射和大量脉冲星、磁星的强烈干扰,信噪比极低。团队利用先进的全天空射电模型进行模拟,将假设的地外发射器放置于距离银心约500光年内的恒星附近,发射功率等效为1太瓦(约等于人类当前全球能源消耗的千分之一),结果发现,只有当发射器处于非常接近太阳系的少数方向上,信号才能以可识别的窄带形式抵达;在银心区域,信号会被散射展宽到几个千赫兹甚至更宽,完全丧失窄带特征,从而被传统算法当作噪声丢弃。
低频窗口:未被开垦的搜寻处女地
该研究最令人振奋的发现在于,低于300 MHz的低频射电波段可能是穿透银心迷雾的钥匙。低频无线电波受星际散射影响相对较小,且银河同步辐射在低频的增温效应可通过大规模干涉阵列的空间滤波予以去除。共同作者、曼彻斯特大学焦德雷尔班克天体物理中心的利亚姆·诺兰教授解释:“设想一下,如果外星文明想要向整个银河系广播自己的存在,它们很可能选择能够穿透浓密星际介质的低频波长,而不是极易被吸收的高频信号。我们一直用高频望远镜在银河‘后院’寻找,却忽略了前方的‘大陆’。”团队重新处理了LOFAR(低频阵列)的历史观测数据,在天鹅座方向靠近银心一块2平方度的区域中发现六个候选信号,均具有非自然源特色的近乎100%圆偏振和异常陡峭的频谱指数,但因为当时这些信号归入“银河系方向杂散干扰”类别而被搁置。这一发现暗示,现有数据档案中可能隐藏着大量被误判的外星信号。
新巡天计划与对费米悖论的冲击
基于上述结果,研究者正推动建设一项名为“银心信标普查”(Galactic Core Beacon Survey, GCBS)的大型低频巡天项目。该项目拟使用升级后的LOFAR 2.0和新一代平方公里阵列(SKA)低频阵列,对银心半径5度范围内的1000万颗恒星进行持续监听,并结合人工智能驱动的宽带瞬态信号识别算法,专门捕捉展宽后的宽带脉冲或频率随时间缓变的“啁啾”信号。欧文斯博士强调:“如果银心区域确实存在大量正在广播的文明,那我们过去对‘它们应该很容易被发现’的假设就是错误的。星际介质的改造效应会让先进文明的技术信号伪装成自然天体物理现象。”这一视角为著名的费米悖论——“它们都在哪儿?”——提供了一种工程学层面的解答:并非宇宙寂静,而是我们的接收机设计有先天缺陷。团队计算表明,即使在最保守的文明分布模型下,如果银心方向有超过50个同时活跃的千瓦级信标,GCBS就有95%的概率在两年内探测到至少一个候选体。
对于未来,诺兰教授展望:“搜寻地外文明正迈入大数据时代,我们需要的不仅是更大的望远镜,更是跳出传统框架的想象力。也许第一声来自银河中心的问候,早已储存在某个被遗忘的磁带库里,等待我们去重新发现。”该研究已为SETI领域注入了全新活力,多个国际射电天文台正协商开放银心方向的专用观测时间,一个针对“隐匿信号”的全球性猎手网络正在成形。