寻找外星人的新方法：寻找外星人造卫星克拉克带

在寻找宇宙中的外星智慧生命(SETI)时，有一个复杂的问题，那就是要注意什么。除了一个古老的问题：是否有智慧生命存在于宇宙的其他地方(从统计学的角度来说，很可能存在)，还有一个问题：如果我们看到了它，是否能够认出它？由于人类只熟悉一种文明形式(我们自己)，倾向于寻找我们所知道的或似乎可行的技术的迹象。

在最近的一项研究中，一名来自于Canarias研究所(IAC)的研究人员建议在遥远的恒星系统中寻找大量的卫星，这一概念是由已故的阿瑟c克拉克(著名的克拉克带)提出的。这项名为“中等发达文明的可能光度特征”的研究是由国际天文学联合会和拉古纳大学的天体物理学家赫克托·索卡斯-纳瓦罗进行的。在这篇文章中，他提倡使用下一代望远镜来寻找遥远恒星系统中地球同步通信卫星大带的迹象。

克拉克的艺术表现以阿瑟·c·克拉克爵士的肖像为背景。图片：Caro Waro (carwaro).

这一提议部分基于Arthur C. Clarke在1945年写的一篇论文(标题为“和平使用V2”)，他提议将“人造卫星”送入地球静止轨道，以建立一个全球通信网络。目前在“克拉克带”(Clarke Belt)大约有400颗这样的卫星。“克拉克带”是为了纪念他而命名的，位于地球上空3.6万公里处。这一网络构成了现代电信的支柱，未来预计将部署更多的卫星——这将成为全球互联网的支柱。考虑到卫星的实用性和人类对它们的依赖程度，socass - navarro认为人造卫星带自然可以被认为是“技术标记”(类似于“生物标记”，表示生命的存在)。

正如索斯-纳瓦罗解释的那样：从本质上讲，技术是我们可以观察到的任何东西，它将揭示宇宙中其他地方存在的技术。这是找到智慧生命的终极线索。不幸的是，星际间的距离是如此之大，以至于用我们目前的技术，只能希望探测到与行星大小相当的非常大的物体或结构。在这一点上，Clarke Exobelt与Dyson球体或其他形式的巨型结构没有什么不同，这些巨型结构是由科学家在过去提出的。但与这些理论结构不同的是，使用当今的技术，克拉克解释是完全可行的。

显示目前环绕地球的空间碎片云的图形。图片：NASA’s Goddard Space Flight Center/JSC

索斯-纳瓦罗说：其他现有技术都是基于我们知之甚少的科幻技术。不知道这种技术是否可行，或者其他外星物种是否在使用它们。另一方面，Clarke Exobelt是一个基于真实的、当前存在的技术的技术专家。我们知道可以制造卫星，如果制造卫星，有理由假设其他文明也会制造卫星。然而，有一些“科幻小说”说到克拉克的外太空望远镜，用这些仪器实际上是可以探测到的。如前所述人类大约有400颗操作卫星占据了地球的“克拉克带”，约占该带面积的0.01%。

这大约是地球现有卫星的三分之一，而其他卫星则位于距地球表面2000公里(1200英里)或更短的高度——即所谓的近地轨道(LEO)。这从本质上说，外星人需要在他们的克拉克带上再多拥有数十亿颗卫星才能被探测到。至于人类，我们还没到可以被外星智能探测到的地步。然而考虑到轨道上的卫星数量在过去15年里呈指数增长，这并不需要太长时间。根据socasas - navarro进行的模拟，人类将在2200年达到其卫星波段可以被ETIs探测到的阈值。

知道人类将在不远的将来达到这个门槛，使得克拉克带成为SETI的一个可行选择。Socas-Navarro解释说：从这个意义上说，Clarke Exobelt很有趣，因为它是第一个寻找现有技术的技术人员。这两种方式都有。人类的克拉克带可能太过稀少，目前无法被其他恒星探测到(至少是像我们这样的技术)。但是在过去的几十年里，我们一直以指数的速度在繁衍人口。如果这一趋势继续下去，地球的克拉克带将在2200年从其他恒星中被发现。我们想要被发现吗？这是一个有趣的辩论，人类将很快解决。

一颗系外行星穿过它的恒星表面，展示了一种发现太阳系外行星的方法。图片：ESA/C. Carreau

至于什么时候我们可以开始寻找外星球，索斯-纳瓦罗指出，这在未来十年是可能的。利用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)、巨型麦哲伦望远镜(GMT)、欧洲超大望远镜(E-ELT)和30米望远镜(TMT)等仪器，科学家们将拥有地面和太空望远镜，这些望远镜的分辨率足以发现系外行星周围的这些带。

至于如何探测到这些带，这将归结为迄今为止发现系外行星最流行、最有效的方法——凌日法、光度法)。对于这种方法，天文学家监测遥远恒星的亮度周期性下降，这是一颗系外行星从恒星前面经过的迹象。利用下一代望远镜，天文学家也可以探测到来自轨道上密集的卫星波段的反射光。然而在们把超级望远镜对准一颗行星之前，我们需要找到合适的候选者。要检查的星星太多了，我们不能一个一个地去。

需要依靠系外行星搜索项目，比如最近发射的“苔丝”卫星，来发现有趣的候选者。然后我们可以用超望远镜做后续观察来证实或驳斥那些候选者。在这方面，像开普勒太空望远镜和凌日系外行星观测望远镜(TESS)这样的望远镜在寻找技术人员方面仍将发挥重要作用。前一架望远镜即将退役，而后者计划于2020年发射。

太阳系外行星凌日恒星的概念图。图片：Astrophysics Research Center

虽然这些太空望远镜可以搜索位于数千颗恒星可居住区域内的岩石行星，但下一代望远镜可以搜索出克拉克外太空望远镜和其他很难发现的技术标志。然而，正如socasas - navarro所指出的，天文学家也可以通过对现有数据的筛选找到外星球的证据。在搜寻地外文明的过程中，不知道我们在寻找什么，因为我们不知道外星人在做什么，所以我们必须调查所有能想到的可能性。寻找Clarke Exobelts是一种新的搜索方式，它看起来至少是合理的。

可以在目前已有的搜寻系外行星、外行星或外行星的任务中寻找克拉克Exobelts的特征。我们不需要建造昂贵的新望远镜或卫星，只需要睁大眼睛，看看能否在所有这些项目的数据流中发现模拟中显示的签名。几十年来，人类一直在积极寻找外星智慧的迹象。知道我们的技术和方法正在变得越来越精细，更复杂的搜索可能在十年内开始，这无疑是令人鼓舞的。知道我们在未来的两个世纪里不会被任何一个ETIs发现，这也是令人鼓舞的！

博科园-科学科普｜文：Matt Williams｜来自：Universe Today｜参考：IAC, The Astrophysical Journal