搜寻系外行星，寻找外星生命

一幅由外星卫星组成的CEB的艺术想象图，以及发明家兼科幻作家亚瑟·C·克拉克。

使用现有的仪器可以探测到和我们人类技术相当的外星文明。一项新的研究表明，如果地球同步卫星在一个陌生的星球上覆盖足够厚，它们就可以被用于寻找未知行星的仪器。假如外星人也会发射卫星来监测人类的一举一动，那么就可以通过搜寻这些行星作为线索，进一步寻找外星人。

当今世界，政府和私营企业都使用地球同步卫星，用在科学、通信、间谍和军事活动等方面。根据这项研究，如果先进的外星文明将足够多的卫星发射到他们自己的行星同步带中，这些宇宙飞船就可以创造出一种从地球上可见的密集的环状结构。

研究报告的主要作者，西班牙加那利群岛天体物理研究所的赫克托·索卡索·纳瓦罗说：“这是一个很小的机会，但关键是它是免费的。”索卡索·纳瓦罗模拟了围绕系外行星的地球同步卫星带的存在，以确定它们是否能被美国宇航局的开普勒太空望远镜和该机构最近发射的“凌日系外行星勘测卫星”（TESS）等仪器探测到。他发现，不管组成同步卫星带的是许多小型卫星还是少数大型的、达到城市规模的物体，这个同步卫星带都需要达到特定的完整度才能被上述航天器探测到。索卡斯·纳瓦罗将这一假设的同步卫星带结构称为“克拉克系外卫星带”（CEB），它是以著名科幻小说家亚瑟·C·克拉克的名字命名的。

探寻秘诀在于行星亮度

天文学家已证实在太阳系外存在许多行星，而且还不断有新发现。

开普勒和苔丝都用“凌日法”来探测行星。航天器需要长时间地观察一个恒星系统。如果一个行星的轨道合适，而且时机刚好，那么从望远镜的角度来看，这颗行星在经过其主恒星面前时，会导致恒星亮度小幅下降，而这有可能被探测到。除了作为一名天体物理学家，索卡索·纳瓦罗还主持着一个广播节目和播客。他说，那项工作帮助他想出了CEB的主意。一天，一个听众问到太阳是否有一颗同步卫星的问题。

索卡索·纳瓦罗说：“当我通过计算来回答这个问题的时候，我脑海中出现了一颗卫星穿越太阳圆面的图像。”他说：“这让我不禁要问自己，围绕遥远的系外行星运行的卫星，是否可以在其凌星的过程中被观测到。”足够多的物质围绕一颗系外行星运行时，会导致在地球上的天体运行之前和之后的恒星光亮度的轻微下降。科学家们利用这种方法发现了太阳系以外的行星以及遥远的太阳系天体周围的行星环。

索卡索·纳瓦罗说，假定的外星卫星信号会有一个类似于环带的信号的特征，即CEB和光环都是由一群围绕一颗行星运行的物体组成的——但这个鲜明特征在外观上存在着微妙的技术差异。这一信号还将揭示旋转运动的物体的离地高度，从而为人们判断这些物体是天然的还是外星人制造的提供一个重要线索。

一个环系统可以发生在任何距离地球表面的地方，也就是说行星环系统与行星表面的距离并不固定。但如果这些物体在静止高度（地球上是35700公里）轨道上运行，它们“很有可能是人造的”。

他说:“它们是由许多小的物体组成还是由一些大的物体组成无关紧要，只要它们分散在轨道上，就会产生相同的特征。”他还发现，距地球100光年以内的暗淡的红矮星周围是发现这样一个卫星带的理想地带。

卫星密度也是关键

几十年来，天文学家一直在寻找探测外星人踪迹的方法，并着重于寻找比我们的技术更先进的文明。索卡索·纳瓦罗说，这种方法的问题在于，很难确定一个比人类更先进的物种的发展路径。例如在20世纪60年代，研究人员提出，一个先进的文明可能会利用“戴森球”（戴森球其实就是直径2亿千米不等，用来包裹恒星开采恒星能的人造天体。这是一个利用恒星做动力源的天然的核聚变反应堆。）和其他巨型结构从母恒星那里获取能量。但索卡索·纳瓦罗指出说，如果一个文明成功地改良了核聚变的过程，它可能永远不需要建造这样的结构。但索卡索·纳瓦罗说，寻找技术上类似于我们自己的文明更有意义，因为我们知道目前至少已经有一组人踏上了这条道路。

科学家一直在寻找其他文明的类似于我们无意中（有时故意）发送到太空的无线电信号。制造卫星也可能是其他文明迈出的一步。在研究极端先进文明可能存在的特征的研究中，有大量的猜测，CEB的优势在于，它是一种我们已经了解的真实技术。索卡索·纳瓦罗说：我们目前的望远镜可以探测到比我们先进一点的外星文明的卫星。

对痴迷于科幻小说的人来说，戴森球可能是圣杯。一个先进的、能源缺乏的文明可能会从所给予他们生命的恒星中获得尽可能多的能量，以此促使他们建立一个巨大的结构，将其完全包围，并收集所有的能量。

虎斑星，因该星球上可能存在“外星巨型建筑”，很多人对它议论纷纷。这颗恒星随着时间的推移，会突然变暗。有一种假说认为，这种外星建筑其实是一台巨型装置，能捕捉恒星能量并能将其转化为更有用东西。当能量被装置吸收时，恒星会变暗。

通过使用来自公共资源的数据汇编，索卡索·纳瓦罗确定，环绕地球的人造卫星至少有1738个，其中约三分之一是在地球静止轨道上。假设每一个物体的大小约为1米，他估计地球将需要大约10亿倍数量的地球同步卫星，才能被像开普勒或“凌日系外行星勘测卫星”（TESS）这样的仪器发现。根据过去15年卫星发射的数量，如果按这种趋势发展下去，他估计地球可以在2200年左右形成一个潜在的可被观测的地球同步带。

当然，更大的物体可以使一个文明的CEB更容易被探测到。索卡索·纳瓦罗指出了另一个克拉克的想法——一个太空升降机，它可以将人们从一颗行星表面快速移动到一个始终处在同一地点上空的地球同步太空站。太空电梯和卫星的结合可以产生足以被观测到的亮度下降信号。

索卡斯·纳瓦罗的计算表明，一个可探测到的CEB将需要大量相互间隔100米、直径1米的卫星，或者大量相互间隔100千米、直径1千米的太空城市，或者是两者的混合。这是文明的合理密度吗？只要有希望还是值得一看，以防万一。

开普勒和TESS可进行这样的搜索

国家航空航天局的凌日系外行星测量卫星（TESS）紧凑而有力，机身宽 1.5米。这个行星猎人可能会发现比著名的开普勒太空望远镜更多的外星世界。

“开普勒”和“凌日系外行星勘测卫星”（TESS）都有能力进行这样的搜索。索卡索·纳瓦罗说：“如果我们足够幸运，且太空中开普勒太空望远镜观测的一个恒星系中恰好拥有一颗CEB密度较大的行星，那么开普勒太空望远镜肯定会观测到它。”他提议重新分析开普勒在其主要任务和K2（开普勒自2014年以来执行的额外的任务）期间发现的2600多颗被证实的行星，目的是观察它们是否含有外星卫星的微弱信号。

开普勒太空望远镜的相关科研人员利用计算机程序来筛选该任务收集的大量数据并识别系外行星，而寻找行星环和系外行星卫星的团队也要使用算法。一个程序是否会发现CEB将取决于该程序是如何设置的。

“它们的相似程度足以让CEB触发检测，但我不会认为这是理所当然的，自动化程序很容易错过它们不需要的东西。在我们开始真正地观察这些数据之前，那些显著的亮度下降完全没有被注意到，只是因为之前项目的重点并不是寻找这方面的现象，”索卡索·纳瓦罗说。TESS发现CEB的可能性更大些，因为TESS望远镜预计会发现更多围绕在红矮星附近的行星。

NASA的官员说，TESS的工作才刚刚开始，而开普勒的光辉历程即将结束。美国宇航局官员表示，开普勒望远镜几乎耗尽了燃料，几个月后可能会停止运行。