地外生命，你在哪里？

刘殿学

当我们仰望深邃的星空，常会感觉到地球和人类的渺小。那浩瀚无垠的太空，是否也有适合人类生活的星球呢？为此，人类做了很多尝试，科学家们也想尽办法，寻找地球以外的生命。

几十年来，研究人员一直在使用无线电天文望远镜观测天空，以期探测到外星球文明发来的信号，结果呢，至今他们也没有接收到任何信号。当然，科学家们也在这场看似没有结果的探索中取得了一些可喜的成就。

我们现在已经知道，围绕大熊座星系、编号为47的恒星运转的行星，看似跟我们的太阳系比较相近，该系外星体比木星大2.5倍，正围绕着一个近乎正圆的轨道运转，离中心恒星的距离是地日距离的二倍。天文学家本以为会发现不少这样的的行星，但迄今为止，已经发现的70颗行星中，只有两颗是这样的。

如何搜索来自外星人的信号？

如今，致力于往宇宙更深处探索外太空奥秘的天文学家，很想知道是否存在其他太阳系。国际上专门有一个搜索地外生命的项目组，该研究项目缩写为SETI，全名为“搜寻地外文明计划”。参与该项目的天文学家，将在整个宇宙中搜索智慧生物的迹象，工作主要包括监听宇宙信号，以期能探听到宇宙中外生物的交谈。他们使用的这些巨型天线，就是“无线电望远镜”，用来探测来自遥远外太空的信号。那他们使用什么办法进行搜索呢？

一种是扫描整个太空—既然不知道外星人一般都在哪儿出没，那就只好开展地毯式搜查，没准会发现目标呢。

科学家们经常采用的另一种方式叫做“定向搜索”法。比方说，嘿！瞧，很有可能外星人出没的那颗行星正是围绕一颗类日恒星运转的，所以，我们便将天文望远镜对准这类类似太阳表兄弟的恒星体系。

SETI的主打项目是“凤凰计划”。由于没有自己的天文望远镜，凤凰团队必须向世界各地的天文台申请观察时间，他们将SETI的接受器架在其他观测台的巨型无线电望远镜上，几周后，再带回美国，研究接收到的数据。

最近，“凤凰计划”拥有了属于自己位于波多黎各的阿雷西波无线电望远镜，架设在世界最大的无线电天线上。通过这么一个逾千米宽的碟状天线，SETI研究员的观测范围可扩展到附近1000颗恒星。可惜的是，目前发现的奇特星体们都没有显示任何地外生命的迹象。

透过恒星的摆动找寻地外行星

不到十年的时间里，天文学家已经发现了70 多颗地外行星。实际上，没有人真正见过这些行星。天文学家究竟是如何追踪这些根本看不见的行星的呢？如果了解一段寻找行星的基本知识，就会知道这些成绩的取得，简直太不可思议了！

首先，行星体系离地球出奇的远，行星一般离它们环绕运动的恒星几亿公里远。

其次，并非所有行星都能反射光线，而且相比之下，它们环绕运行的恒星，则是光彩夺目。幸运的是，行星的运转，还是为寻找它们的天文学家提供了一丝线索。其实，行星并非一定围绕母星运转，而是围绕着彼此的质心旋转。这一点，在双星的体系中很容易看出。如果两颗恒星质量完全一样，质心便在它们中间，它们之间的相对运动是显而易见的。

然而，多数双星系统中，两者质量都不一样，如果质量差距足够大，质心就会大幅偏向较大的恒星。于是，这颗恒星表面上看来，就只来回小幅度地摆动，而质量较小的恒星则围绕其运转。对于行星而言，这种效果更加微妙。

利用光谱的变化来寻找地外行星

天文学家利用一种叫做“多普勒效应”的现象，来测定恒星运转情况，而恒星的摆动是由于行星在其身边造成的，从而测出行星的情况。

那“多普勒效应”又是怎么回事呢？我们知道，警笛调音越来越高，会告诉我们救护车正朝我们驶来，那是因为警笛的音波压缩成了更高的音调或频率。车辆驶过时，音波又降到低音或低频率。

多普勒效应同样也适用于光线，因为光线传播在某些方面类似于一种音波，光源向我们接近时，光波频率升高，当光线离远时，光波频率则降低。摆动的恒星就是一种不断接近和远离光源的状态。

天文学家可以通过在望远镜上安装一种叫做“摄谱仪”的仪器来测定这种波动。当望远镜接受到的星光通过摄谱仪时，会分散到光谱的各种颜色中。随着恒星来回移动，光谱属性也跟着来回移动，它们移向光谱的蓝色末端，代表更高频率。随后移向红色末端，代表更低频率，如此往复。

通过这种方法，1995年，来自瑞士的一个天文学家团队，发现了天马座星系中的这一颗巨大行星，这在当时真是一个令人震惊的发现！科学家们在夏威夷莫纳克亚山的凯克天文台，安装了世界上最大的光学望远镜。这里的望远镜能观测到离地球较近、微小昏暗的恒星。我们一直在观察这些不起眼的小恒星，名叫“红矮星”。我们银河系包含着两亿颗恒星，其实，大多数都是由这些不起眼的小恒星组成的。

如何知道行星的“高矮胖瘦”？

SETI天文学家劳伦斯道尔希望借助“行星移位现象”来解决测量行星大小这一难题。这种位移方法基于的原理是：当行星在视线范围内经过一颗恒星时，我们能看到恒星变暗，几个小时之后又恢复正常。此外，行星经过恒星时，行星的明暗程度取决于行星的面积大小。因此，当行星经过恒星时，还可以测算出它的面积，进而推断出该行星面积的大小，最终计算出它的密度。

通过这种观测行星移位的方法，天文学家们最近证明了此前借助多普勒效应发现的行星中，确实有一颗与木星很相似。但是发明“移位法”的天文学家，已经转到了一种更难以捉摸的游戏，他们用一种电子光线检测仪——“光度计”，来测量恒星光照黯淡程度，精度可达千分之一。即使如地球一般大小的行星经过母星时，它也能检测到这种细微的变化。

如果你是外星球上的天文学家，而且你也正好在搜索地球文明，借助无线电和其他设备能探测到地球的唯一方法，就是“位移法”，每年都能观测到一次。你们也许会发现：当地球绕经太阳时，太阳表面的光线会变暗。

看，科学家们通过这种“位移法”，知道了遥远行星的高矮胖瘦！

编后语

到目前为止，我们还没有发现存在地外生命的迹象。这绝对不等同于在我们这个太阳系之外，就不会有生命存在。比如说，不久之前，科学家们就发现了一颗类似地球、距离地球1000光年的行星。人类将移居别的星球，也许不再是个遥远的梦。