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

  • 山东淄博:繁花绽放激活春日“赏花经济”

  • 浙江安吉:万亩茶园 采摘正酣

独家策划

推荐阅读
人工智能时代,我们如何更好就业创业?如何推动人工智能与就业创业深度融合?第四期光明智库民生论坛,我们邀请专家共同探讨人工智能时代的就业创业这一新课题。
2026-04-09 10:28
2026年的智能驾驶行业,正经历一场意味深长的路线分化。
2026-04-09 10:24
在贵州,无人机的身影成为山地农业的新风景,展现出通用航空业赋能山地农业高质量发展的广阔前景。
2026-04-09 10:12
碳排放看不见、摸不着,却关乎每一场国际气候谈判、每一笔碳关税账单。
2026-04-09 10:09
人工智能在延伸人类能力的同时,也深刻改变着就业创业形态和劳动力市场结构。我们既拥抱着技术进步带来的无限可能,也要理性审视挑战、主动适应变革。
2026-04-09 10:08
构建“科研—科普—科创”融合闭环,让科普全程嵌入新质生产力培育链条,方能破解成果转化低效、创新协同不足等突出问题。
2026-04-09 10:02
从实验室到田间地头,辽宁省农科院为科研院所、高校、种业企业等单位提供种质资源共享服务,打通种质资源转化的“最后一公里”,让良种真正走进千家万户。
2026-04-09 09:50
北京大学先进制造与机器人学院刘珂课题组与杨林课题组合作,从折纸艺术中获得灵感,成功实现了无需外部输入的电子器件智能温度控制,相关指标刷新世界纪录。
2026-04-09 09:47
最近,中国海洋大学教授、青岛海洋生物医药研究院首席科学家于广利远赴智利,只为一株南极褐藻。2014年,青岛海洋生物医药研究院正式运行,BG136成为其孵化的第一个海洋新药项目。
2026-04-08 09:51
4月7日,贵州省贵阳市,北京积水潭医院贵州医院医生在指导患者进行脑机接口康复训练。信息多跑路、群众少跑腿的背后,是西青区紧密型医共体数据互通共享,让信息实时对接、问题协同处置。
2026-04-08 09:49
绿色获得感,源自对优美生态最直观的感受,是看得见、摸得着的民生福祉。绿色获得感,源自生态与产业共促,让绿水青山成为富民兴业的金山银山。绿色获得感,源自城乡融合发展,让良好生态空间全民共享。
2026-04-08 09:44
2月5日,自然资源部组织的中国第42次南极考察队在东南极麒麟冰下湖区域,成功完成我国首次南极冰层热水钻探试验,突破国际极地热水钻探2540米的最深纪录,标志着我国具备在90%以上的南极冰盖和全部北极冰盖开展钻探研究的能力。
2026-04-08 09:43
当前,我国已进入中度老龄化阶段,失能、失智、高龄老年人逐年增多,养老服务需求呈现专业化、多样化、个性化特征。
2026-04-08 09:41
黄色的花在春天更早绽放,是植物经历数亿年的自然进化形成的一系列生存策略。
2026-04-07 10:29
国家卫生健康委与国家中医药局近日联合印发《基层医疗卫生机构医疗质量改善三年行动方案(2026—2028年)》,部署实施基层医疗质量改善三年行动。此举旨在进一步发挥基层医疗卫生机构提供基本医疗服务作用,提高基本医疗服务规范性和同质化水平,保障基层医疗卫生机构医疗质量和医疗安全,助力实现分级诊疗“基层首诊”。
2026-04-07 10:28
今年《政府工作报告》提出,完善人才培养与经济社会发展需要适配机制。人才培养是一项复杂的系统工程,其关键是学科专业设置和调整,重点是人才培养模式改革和课程体系完善。
2026-04-07 10:23
近年来,网络信息服务业态不断革新,人工智能技术快速迭代,数字虚拟人应用场景持续拓展。多位专家表示,征求意见稿秉持“以人为本、智能向善”的理念,为全球数字虚拟人治理提供了兼具可行性与前瞻性的中国方案。
2026-04-07 10:23
不少人遇到过煮熟后弹性异常的“橡胶蛋”,便认为是人造假鸡蛋,这一说法也被李满雨否定。对比普通鸡蛋,李满雨指出,功能性鸡蛋仅在特定营养成分上有明显优势,在蛋白质、脂肪、维生素A等日常必备营养素上,二者差距微乎其微。
2026-04-07 10:22
征求意见稿提出,任何组织和个人提供、使用数字虚拟人服务,不得以丑化、污损等形式侵害他人人格权,未经特定自然人同意,不得提供足以识别特定自然人身份的数字虚拟人服务。
2026-04-03 17:59
近日,《关于加快建立长期护理保险制度的意见》(以下简称《意见》)印发。《意见》明确,用3年左右时间,基本建立适应我国基本国情的长期护理保险制度。
2026-04-03 10:07
加载更多