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

  • 第十六届北京国际电影节开幕

  • 广交会无人机展现低空经济创新实力

独家策划

推荐阅读
记者16日从中国科学院国家空间科学中心获悉,来自该中心等单位的科研人员,通过三维数值模拟首次揭示,月球内部的金属月核在“感受”到太空磁场突变时,会像电磁感应一样产生感应电流和感应磁场,这股力量会挤压月球周围的太阳风,在月球两侧边缘形成一道特殊的“压缩带”。这项研究不仅揭示了月球导电内核在太阳风与月球相互作用中的重要作用,也为未来探测月球内部结构提供了新依据。
2026-04-17 10:30
据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2026年4月17日01时36分,经过约5.5小时的出舱活动,神舟二十一号乘组航天员张陆、武飞、张洪章密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满完成空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。
2026-04-17 10:30
今年4月17日是第三十八个世界血友病日,主题为“诊断是关怀工作的第一步”。我国血友病患者诊疗现状如何?如何早识别、早干预?患者在日常生活中如何做好管理和防护?
2026-04-17 10:21
截至2026年3月31日,29个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团共154个统筹地区完成上年度医保基金清算,覆盖率达全国统筹区总数的39%,超额完成试点任务。其中,吉林白山、浙江宁波等43个非试点地区主动对标试点标准同步完成清算任务。山东、宁夏、北京、河北、海南、天津、河南等7地完成全省(自治区、直辖市)清算。
2026-04-17 10:20
商务部新闻发言人何亚东在16日举行的新闻发布会上表示,外资研发中心是我国创新体系的重要组成部分。2月,财政部、商务部等部门共同印发了有关通知,继续对外资研发中心进口有关科研用品免征进口关税和进口环节增值税、消费税。
2026-04-17 10:13
中国科学院微小卫星创新研究院15日发布轻舟试验飞船首批科学成果:关键技术验证方面,飞船测试了密封结构、推进、惯性测量、热控环控等核心系统。
2026-04-16 09:24
此次飞行对多项关键技术进行在轨考核,同时搭载27项科学试验载荷,还携带近300件青少年科普作品和一件《马踏雄风》瓷马进入太空。
2026-04-16 09:22
15日9时50分,由中国航空工业集团自主研制的HH-200航空商用无人运输系统,在航空工业民机试飞中心渭南运营基地平稳降落,圆满完成首飞。
2026-04-16 09:21
记者15日从国家林草局获悉,在法国巴黎召开的联合国教科文组织执行局第224届会议上,我国浙江常山和四川四姑娘山顺利通过会议审议,正式成为世界地质公园。
2026-04-16 09:20
党的十八大以来,我国统筹推进扩绿、兴绿、护绿并举,城市绿化实现从“有没有”到“好不好”的跨越式发展。为精准破解部分地区绿化分布不均、群众亲近自然不便的难题,各地因地制宜、见缝插绿,把生态福祉送到群众家门口。
2026-04-16 09:18
首次增设智能穿戴、显示技术、消费级无人机、集成房屋及庭院设施等9个专区。更多新企业、新产品、新技术走向世界,服务全球消费者。
2026-04-15 11:12
根据药品流通的不同渠道,《意见》明确发挥医疗机构专业作用、引导药店合理制定药品零售价格、用好网上药店价格发现功能等措施,鼓励各类主体参与价格形成。根据药品的不同领域,《意见》强调促进创新药多元支付与价格合理形成、强化短缺药保供稳价、加强麻醉药品和精神药品价格管理、规范药品原辅料价格行为,引导关键领域药品价格保持合理水平。
2026-04-15 09:26
而泵房内的水肥一体化配料系统,则扮演着“神经网”中智能中枢的角色。“从‘两脚泥’的传统漫灌,到指尖上的智能操控,再到云端管控的智慧灌溉,这场变革只用了短短几年。
2026-04-15 09:25
河北省秦皇岛市海港区河北大街秦邦医药连锁有限公司的一家店内,药品分区摆放整齐有序,店员马红梅正向顾客叮嘱用药须知。2019年成立至今,湖南一块医药专注于用数字化手段服务中小连锁药店,目前已连接500余家供应商,服务全国10万余家终端药店,触达县域消费者超3亿人次。
2026-04-15 09:36
本年度前期,黑河流域整体气温偏高,干流河道封河晚、开河早,河道封河河长短,冰储量较常年偏少;东居延海蓄水量较上年度同期偏少。实时调度过程中,水利部黄河水利委员会黑河流域管理局科学调度黄藏寺水利枢纽及梯级电站。
2026-04-15 09:24
推动银发经济行稳致远,当务之急是摒弃“重规模、轻质量”的粗放思维,实现从“有没有”到“优不优、适不适”的内涵式跨越。近年来,在政策引导与市场探索的双轮驱动下,我国适老化建设取得了一系列实实在在的成效。
2026-04-15 09:23
自2025年部分品牌充电宝宣布大面积召回以来,以充电宝为代表的移动电源产品的质量问题一直备受关注。充电宝新国标的推出意义重大,它将重新树立移动电源行业的产品标准和安全底线。
2026-04-15 09:22
“HPV(人乳头瘤病毒)疫苗对印度尼西亚女性很重要,因为它能保护我们免受宫颈癌的侵害。”  维诺预计,在实现全面本土化生产后,印尼每年可生产数百万剂HPV疫苗,在稳定供应的同时显著降低接种成本,为更多女性筑起抵御宫颈癌的健康防线。
2026-04-14 09:32
青藏铁路进出藏货物累计突破1亿吨  光明日报西宁4月13日电 记者訾谦从中国铁路青藏集团有限公司获悉,青藏铁路全线通车运营20年来,进出藏铁路货运量稳步增长。
2026-04-14 09:32
不久前,国家药监局正式批准国内首例植入式脑机接口产品的医疗器械注册证,实现脑机接口医疗器械全球首发上市。脑机接口产业仍处于发展初期,设备研发、手术植入、术后康复等成本较高。
2026-04-14 09:35
加载更多