点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:搜寻系外生命信号的天邻计划(I)
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

搜寻系外生命信号的天邻计划(I)

来源:光明网2021-03-11 18:19

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  自懵懂之日起,初探生死之后,不思则已,一思则感极恐。“我”为何有幸“投胎”为人?且有幸生于和平发展年代?然则,为何又会死?我死之后,宇宙会不会哀痛而“哭死”?等下,宇宙是什么?它从何而生?会不会死?别的星球有生命吗?我死之后会去别的星球重生吗?对了,喝孟婆汤一定要假喝,不要真吞下去了,切记切记!

  幼时真是目空一切,心比天高,美曰“有理想”。有人说过,“做人要是没有理想,那和咸鱼有什么区别”,深以为然。

  每每想起宇宙和生命的起源及终结,头疼、心怯却又好奇不已。也因此,儿时的梦想是成为宇航员。“世界这么大,我想去看看”。但眼睛近视以后,上天的机会没了,那就学天文吧,用望远镜也可以看。而且,据说学天文都要读研究生,或许某天可以很帅地说:“扫地只不过是我的表面工作,我真正的身份是一位研究僧”。

  进入北大天文系之后,我一度也很彷徨。尽管天文是个小众学科,但其研究对象却很大、很多,比如当时极为热门的星系宇宙学、类星体、恒星形成,不太热门的脉冲星、行星状星云等等。学什么呢?都有点兴趣,但也没觉得太有意思,直到2003年的一个讲座。

  那时,距离日内瓦大学的Mayor和Queloz教授发现第一颗围绕主序星的系外行星已有8年。这一发现,揭开了系外行星研究的序幕,引发了国际天文界极大的热情,师徒二人也因此获得2019年诺贝尔物理学奖。然而,上个世纪末的网络并不发达,加上当时从事相关研究的中国天文学家极少,欧美竞相追寻和研究系外行星的热潮尚未传到中国。

搜寻系外生命信号的天邻计划(I)

图1. 2019年诺贝尔物理学奖得主(图源:瑞典皇家科学院)

  2003年,华裔天文学家林潮教授来北大做了个关于行星形成的报告,点燃了我心中浓烈的好奇心,不禁幻想这些系外行星里会有什么样的外星生物,以及如何能够找到他们。其时,我已提出利用多波段测光方法可以研究行星大气,可惜思路有点太超前,被骂得体无完肤,掩面而走。“我要写一个惨字”,但我不会放弃它的。

搜寻系外生命信号的天邻计划(I)

图2. 某白矮星的视向速度变化,周期信号明显可见(图源:王炜,未发表数据)

  几经周折,我于2008年赴德国马普天文所跟所长Thomas Henning教授开展博士后工作期间,才开始正式接触这个领域。当时的课题之一是利用视向速度方法搜寻白矮星周围的行星。当然,我们的目标是光谱中有金属线的特殊类型白矮星。我们发现了一颗白矮星的视向速度可能存在周期性变化(图2),奈何精度不够,信者寥寥,以至于多次投稿被拒。“我要写一个惨字”,但我不会放弃它的。

搜寻系外生命信号的天邻计划(I)

图3. 我国天文学家首次测量到的系外行星热辐射(红色数据点),结合模型光谱,成功限制了它的化学成分(图源:Wang et al. 2013)

  与此同时,我也开始探索和学习如何研究系外行星大气。这样的研究对观测精度要求很高,对观测设备和观测模式有特殊的要求,当时并没有多少成功的经验。写了很多个“惨”字之后,终于在2013年完成了第一次成功的观测和数据分析,精度达到了万分之1.7,成功测量了一颗热木星的温度,限制了其大气的化学成分(图3)。还好没放弃,觉得离搜寻外星生命又进了一步了。

  研究太阳系外是否存在生命,在21世纪之前都像是玄学,在1961年前更是,那时还没有发现任何系外行星,更别说把生物和天文结合起来了。德雷克教授于1961年提出了著名的德雷克公式,用于推测在银河系内,可以与我们接触的外星智慧文明数量。公式很著名,我就不抄写了。思路没问题,但因变量太多太难估计,其推测结果做多相差18个数量级。玄不玄学?

  满怀对生命现象的好奇,我也曾纠结于是否转学生物学,但想象中带着厚厚的眼镜贴着小小的显微镜目镜,感觉有点晕,终于放弃。“嘿,少年崽,没必要纠结啦,一门新的学科不久就要诞生了,殊途同归而已”,此时回想起来,真想拿着月光宝盒穿越到过去拍拍自己尚且瘦削的肩膀调笑几句。

  是的,进入21世纪,新兴交叉学科天体生物学(Astrobiology)来了。两条原本认为不可能相交的平行线,一个用望远镜、一个用显微镜的学科,居然有了交叉!自此,我开始更多的思考如何研究系外行星尤其是类地行星的性质,探测其中蕴含的分子和生命信号。越研究越发现,我们在高精尖设备方面落后太多了,利用我们自己现有的设备无法开展一流的科研工作,像是“死跑龙套的”。

  到了21世纪20年代,随着天文设备的高度发展,空间技术等关键技术的发展,我们似乎看到了在有生之年利用望远镜搜寻太阳系附近生命信号的希望。美欧科学家已提出了多个耗资达几十上百亿美元的大型空间望远镜计划,雄心勃勃,力图夺取这一天文学乃至整个自然科学的圣杯。

  近年来,随着国家对于空间天文、深空探测的重视,随着中科院的空间科学先导专项的蓬勃发展,在国家天文台赵刚、刘继峰等人的倡导和推动下,在中国空间站2米望远镜顺利推进的基础上,我们已逐步形成了发展自己的大型空间望远镜专用于搜寻系外生命信号的方案,取名为天邻,由“天涯若比邻”引申而来,寓意为寻找天上的邻居。英文名字为HABItable Terrestrial planetary ATmospheric Surveyor (缩写为HABITATS,意为栖息地)。

  终有一日,我们或将驾驶宇宙飞船,到达其他有生命的星球。在那里,也有位达叔说,“娘子呀,快跟牛魔王出来看上帝”!

  最后,我是中国人,我们都是主角。

  作者简介:王炜,国家天文台研究员,现任中科院南美天文中心副主任,主要研究太阳系外行星,负责推动天邻计划。参与撰写天文专业书籍《现代天体物理》和天文科普书籍《观天者说》。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2025年高考拉开帷幕

  • 西安长安神禾塬上麦收忙

独家策划

推荐阅读
面对日益增长的海量视频数据和复杂多变的应用场景,当前的视频监控系统在实时性、准确性和智能化水平方面仍然面临显著挑战。
2025-06-06 10:43
我国建成全球规模最大的互联网办电服务体系,信息化、网络化、智能化的高效便捷办电服务方式基本形成。
2025-06-06 10:35
科幻电影中凭借红外视觉锁定目标的“超视觉”已在实验室中照进现实。
2025-06-06 10:32
中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置,首次合成了目前已知最缺中子的镤同位素——新核素镤-210。
2025-06-06 10:31
为深入贯彻中央种业振兴市场净化行动部署,按照种业监管执法年活动安排,农业农村部近日在全国范围内部署开展农作物种子基地监督检查工作,紧盯繁种制种关键环节和重点区域,严把制种源头关,切实保障农业生产用种安全。
2025-06-06 04:15
“一本顶5本,22个超大触摸页面融合18种材质,完全开发宝宝触感神经系统,实现手眼脑三维协调发展。”
2025-06-06 09:50
空天跨尺度计量基准大科学装置建设现场一派繁忙景象,目前项目进展顺利,预计将于2026年建成并投入使用。
2025-06-05 09:43
数据显示,在“本源悟空”的境外用户中,美国、加拿大等量子技术强国访问频次持续领先,其中美国用户访问量稳居境外第一。
2025-06-05 09:42
5月28至29日,宁夏电网迎来历史性时刻——新能源日发电量连续两天超越区内统调用电量,成为国内首个新能源日发电量超越区内统调用电量的省区。
2025-06-05 09:41
国家公园人才培养创新联盟成立大会日前在北京举行。
2025-06-05 09:40
2025年1月,精准智能化学全国重点实验室正式获批,标志着中国科大在“有组织科研”战略上再添国家级平台。
2025-06-05 09:39
中国科学院国家天文台领导的国际合作团队在银河系的“盖亚-香肠-恩克拉多斯”(GSE)吸积矮星系遗迹中,发现了一颗具有高钍/铕比的锕系元素增丰极贫金属星。
2025-06-04 09:47
生态环境部、文化和旅游部、中国文联、中国作协近日联合印发《关于进一步加强生态文化建设的指导意见》,对生态文化建设工作进行全面系统部署。
2025-06-04 09:43
截至今年6月1日19时,江苏核电“和气一号”核能供汽项目已累计供应清洁工业蒸汽300万吨。
2025-06-04 09:40
长久以来,天文学家一直认为,在大约50亿年后,银河系将不可避免地与仙女星系发生碰撞,并最终合并为一个全新的星系“Milkomeda”。但现在人们发现,银河系的未来宛如一部“变形记”,会比之前想象的更加多变且不确定。
2025-06-04 09:39
国家卫健委3日发布《关于医防管交叉复合型战略人才队伍建设发展的意见》。医防管人才可优先被认定为卫生健康高层次人才,拓宽其职业发展通道,并积极推荐参与选拔任用党政领导干部。
2025-06-04 09:36
穿过村庄、绿树、田地……眼前的风景逐渐“褪色”,护林员艾散江抵达了工作地点——艾西曼区域生态修复及荒漠化治理工程核心区。
2025-06-04 09:33
在“尖班”,学生进入学习阶段同时也进入研究阶段,我们将国际重大科技前沿问题等清单转化为学生课题清单,让学生参与到团队的科研攻关过程中
2025-06-03 11:17
 柴油车尤其是重型货车堪称“经济动脉”。
2025-06-03 10:39
手足口病是病毒感染导致的,多发于儿童,急诊处理主要是对症治疗,
2025-06-03 10:36
加载更多