無論是為(wei) 了尋找外星文明，還是搜索可能的星際殖民地，我們(men) 一直都在探測係外行星。但如果將視角倒轉過來，茫茫宇宙中，又有哪些地方能發現我們(men) 小小地球上的人類文明呢？

　　撰文|王昱

　　審校|吳非

　　根據太陽係外行星百科全書(shu) （The Extrasolar Planets Encyclopaedia）的統計，截至今天，人類已經發現了4776顆係外行星。在未來，人類還將發現更多係外行星。不過卻很少有人估計，無垠宇宙中，在哪些地方可以看到我們(men) 的小小地球，發現萌芽中的人類文明。

　　上周，麗(li) 莎·卡爾特內(nei) 格（Lisa Kaltenegger）和傑奎琳·法赫蒂（‪Jacqueline K Faherty）在《自然》雜誌上發表論文，她們(men) 利用蓋亞(ya) 天文衛星（Gaia Astrometry Satellite）的數據，發現從(cong) 5000年前到5000年後，在326光年（相當於(yu) 100秒差距）的範圍內(nei) ，有2034枚天體(ti) 所在的位置能通過淩星法發現地球。

　　淩星法

　　如果存在地外文明，我們(men) 通常估計他們(men) 的技術水平至少和我們(men) 平齊。那麽(me) ，他們(men) 用淩星法來尋找地球也是預料之內(nei) 的事。

　　上世紀90年代至今發現的係外行星數量統計（數據來源：The Extrasolar Planets Encyclopaedia）

　　如果係外行星繞轉恒星的平麵側(ce) 對我們(men) ，那麽(me) 當係外行星轉到恒星麵前時，就會(hui) 擋住一部分星光，造成亮度下降，從(cong) 而我們(men) 就能發現那顆係外行星。1999年，天文學家傑弗裏·馬西（Geoffrey Marcy）首次用這種方法發現了係外行星HD 209458 b。隨後的20多年中，淩星法成為(wei) 了人類尋找係外行星的主要手段，人類目前確認的4776顆係外行星中，有3426顆是通過淩星法發現的。

　　用淩星法尋找係外行星存在一個(ge) 顯著的優(you) 勢：當行星遮擋恒星時，恒星發出的光會(hui) 穿透行星大氣層，從(cong) 而對恒星光譜產(chan) 生一定改變，我們(men) 由此能分析行星大氣所含的元素種類。如果考慮到這一點，其他文明可能在超過20億(yi) 年前的“大氧化事件”發生時，就能發現地球大氣中突然出現了大量不穩定的氧氣，從(cong) 而推斷出地球上有生命在進行光合作用。當然，這僅(jin) 僅(jin) 是能確定地球上存在生命而已。如果想發現地球上的人類文明，還是要在最近的1萬(wan) 年間觀測到地球。

　　這種方法也存在一個(ge) 巨大的限製，它要求係外行星的公轉平麵側(ce) 對我們(men) ，否則係外行星就不會(hui) 遮擋它的宿主恒星。反過來，如果想讓其他星能看到地球，那麽(me) 這些星就必須處在黃道平麵（地球繞太陽公轉的平麵）附近。而這個(ge) 區域在星空中的投影，就被稱為(wei) 地球淩日區（Earth transit zone，ETZ），大約隻有0.5°寬。隻有在地球淩日區內(nei) ，才有機會(hui) 能用淩星法發現地球。

　　在哪裏能看到地球？

　　雖然在人一生的時間尺度內(nei) ，星空似乎都是一成不變的，但如果將時間拉長，夜空中的天體(ti) 都是在不斷運動的。論文公布的2034枚天體(ti) 中，有1402枚正處在地球淩日區內(nei) ，有313枚天體(ti) 已經離開了地球淩日區，而剩餘(yu) 的319枚將會(hui) 在未來5000年內(nei) 進入地球淩日區。

　　這些天體(ti) 的種類非常豐(feng) 富，其中有109顆白矮星、8顆褐矮星和有1917顆恒星，其中有194顆是類似於(yu) 太陽的G型恒星。現在處在地球淩日區的1402枚天體(ti) 中，有128顆G型恒星。現在，科學家已經開始對這1402枚天體(ti) 附近可能存在的地外文明展開針對性搜索。

　　在這些天體(ti) 中，有17顆已經被探明的係外行星分布在7顆恒星周圍。其中最引人注目的是Trappist-1，它距離地球40.66光年，擁有7顆地球大小的行星，其中四顆都處在宜居帶中。1642年後，Trappist-1係統將進入地球淩日區，如果那裏存在文明，那時他們(men) 就能用淩日法發現地球。

　　不過，如果考慮到人類在100年前就開始向宇宙中發射電磁波，那麽(me) Trappist-1所處的位置早已被人類發射的電磁波淹沒了。人類向宇宙中發射的電磁波在宇宙中形成了一個(ge) 半徑100光年的球麵，在其中有75顆恒星能用淩星法發現地球。

　　外星人發現我們(men) 了嗎？

　　論文使用的是蓋亞(ya) 天文衛星的數據。它是歐洲航天局於(yu) 2013發射的空間望遠鏡，在拉格朗日L2點不斷觀測星空。在這裏望遠鏡能盡可能避免地球的影響，不斷檢測星空中的任意天體(ti) 。僅(jin) 僅(jin) 是蓋亞(ya) 天文衛星最近一次釋放的數據，就包含了1 811 709 771個(ge) 目標，每一個(ge) 都可能是一個(ge) 或多個(ge) 天體(ti) 。而在326光年的較近範圍內(nei) ，就有331 312枚天體(ti) ，其中92%是恒星。

　　相較而言，2034並不是一個(ge) 很大的數字。畢竟地球淩日區在天空中的投影隻不過窄窄的一圈。對於(yu) 那些處在地球淩日區內(nei) ，又處在100光年之內(nei) 能收到人類電磁波的恒星係，論文作者根據統計經驗估計，那裏大約分布著29個(ge) 宜居岩質行星。

　　不過，天文學家口中的“宜居”並不一定真的適合人類生存。目前，天文學家們(men) 還沒有就宜居帶達成共識，按照有些宜居帶的計算方法，熾熱如金星、荒涼如火星，都可能被算作宜居行星。更何況，就算行星的溫度真的宜居，行星上是否含有水也是未知數，出現生命、產(chan) 生文明的概率就更低了。所以，這29顆行星上沒有文明發現我們(men) 也是情理之中的事。作者也在論文最後寫(xie) 道：“對於(yu) 和地球文明技術水平相近的文明而言，地球還需要相當長的時間才能引起他們(men) 的興(xing) 趣。”

　　不過，如果不將這些行星看作尋找外星人的去處，而是看作未來的星際殖民地，這些行星則是極佳的去處。它們(men) 處在黃道平麵附近，這意味著人類可以利用地球公轉和太陽係內(nei) 的引力彈弓效應抵達那裏，大幅度減少對燃料的需求。更何況，在現有物理水平限製下，人類在開啟向星辰大海的征途後，往往需要幾代人才能到達這些殖民地。如果以這些星球為(wei) 落腳點，則那些星際拓荒者的後代們(men) ，就能在無盡的茫茫星海中，再瞥一眼這個(ge) 孕育了他們(men) 祖先的星球。

　　主要參考論文：

　　https://www.nature.com/articles/s41586-021-03596-y

　　參考鏈接：

　　https：//www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2015.1358

　　https://exoplanet.eu/catalog/

　　https：//www.aanda.org/articles/aa/full_html/2021/05/aa39657-20/aa39657-20.html

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