中国国家天文 23-09-01 22:05
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#外星城市观测指南##秋日漫游计划#
一个外星城市要有多大才能让现有的望远镜看到呢?它是否需要像《星球大战》中的科洛桑一样,像一颗行星那么大?或者我们可以看到一个相当于地球上最大城市的外星城市,比如纽约或东京?
最近发布在arXiv上的一篇文章表明,我们可以利用一种名为“镜面反射”的光的特征来看到外星城市。
专家们在探测外星技术特征方面所做的许多理论思考,都是在想象发现远超人类现有能力的大规模巨型建筑,比如戴森球或大规模轨道环。可惜,这些类似巨大的、跨越太阳系的、上面写着“这里有智慧生命!”的“霓虹灯招牌”从未被发现过。
但我们最近进入了一个时代,一个有可能直接拍摄系外行星的时代。这为我们在更小范围内搜索宇宙中的智能生命提供了机会。可是,怎么才能看到更小的东西,比如城市呢?
镜面反射可能是答案。这种现象和四面八方的漫射光不同,它发生在光直接反射到观察者身上的时候。想想海浪有时令人眩目的闪光,或者跑车金属车身在阳光下的明亮反光。一颗遥远星球上的反射表面也能发出类似的光芒。
当然,镜面反射有点依赖运气——来自系外行星恒星的光必须以正确的位置和角度从行星上反射回来,才能被地球上的观测者看到。由于镜面反射的工作原理,一个区域能够向观测者反射多少光线实际上是有限制的。
在一个地球大小的世界上,能引起可探测到的镜面反射的最大面积,约为整个地球的百万分之5.4——一个面积约为2800平方公里的区域。这相当小,规模相当于一个常见的地球城市。
由于存在大小限制,镜面反射的可见性更多地依赖于城市或大型建筑中使用的材料。例如,像玻璃这样的低反射率物质会产生一个明显但非常微弱的亮度峰值,而铝结构的亮度会比整个星球亮几倍。
还有几个额外的因素可以增加通过镜面反射探测外星的机会,比如自转速度较慢的行星、纵向宽的结构或城市等。天文学家还必须非常幸运地与行星的轴线对齐,这样某些纬度上的结构才会反射到观测者身上。
虽然偶然发现外星城市的可能性仍然不大(毕竟我们甚至不知道它们是否存在),但进行这种探测所需的技术和能力是非常真实的,而且现在就已经可以使用了。
图为英国谢菲尔德“城市之心”上的镜面反射。
来源:http://t.cn/A6OqgoXp
图源:http://t.cn/A6OqgoXN