透過射電望遠鏡,天文學家探測到了來自宇宙深處的不明強烈訊號——FRB 20201124A,它重複出現了至少51次。根據《天體物理學雜誌快報》(Astrophysical Journal Letters)上刊載的一項新研究[1],這個重複無線電訊號的源頭終於被找到了,它來自於13億光年外的一個遙遠河外星系。那麼,這個訊號究竟意味著什麼?我們該不該回復呢?
透過光學望遠鏡,我們可以看到壯美的宇宙景象——無比絢麗的星雲,神秘莫測的星系。但宇宙中還有其他看不到的電磁波,比如無線電波,它們也包含了大量的宇宙資訊,這就需要用到射電望遠鏡,中國天眼(FAST)就是屬於這類望遠鏡。
上個世紀中葉,天文學家透過射電望遠鏡,取得了一系列重大的發現,包括宇宙微波背景輻射,直接證明了宇宙大爆炸理論;脈衝星,證實了恆星演化理論。
進入21世紀後,天文學家又探測到了一種此前未知的無線電訊號。這種訊號閃個幾秒到幾十毫秒就會消失,但釋放出的能量相當於太陽在成千上萬年裡產生的能量之和,天文學家把這種能量爆發稱之為快速射電暴(FRB)。
天文學家對快速射電暴的產生機理知之甚少,因為這種神秘的訊號通常都是一次性的,隨機出現在某個天區中,閃了一次之後就不再出現。正因為如此,天文學家無法定位到它們的源頭,研究它們的產生機制也就無從談起。
這一次,天文學家研究了FRB 20201124A,終於找到它來自於哪裡,這得益於該訊號是一個非常少見的重複訊號。透過平方公里陣列探路者(ASKAP)、埃費爾斯貝格100米射電望遠鏡,天文學家至少探測到了這個訊號出現51次爆發。
基於這些觀測資料,FRB 20201124A的源頭被成功定位,它來自於一個昏暗的河外星系SDSS J050803.48+260338.0,其紅移值為0.0979。再透過宇宙學標準模型,可以算出該星系距離地球大約13億光年。
分析表明,這個宿主星系的質量估計是太陽的200億倍,或者相當於銀河系的五十分之一。這個星系並沒有十分活躍的星系核,所以那裡不是快速射電暴的源頭。在星系核周圍的一片區域中,大量年輕的恆星正在形成,強烈的無線電訊號被認為是從該區域中發出去的。
至於這個訊號究竟是源自於什麼機制,目前並不清楚,可能的原因包括黑洞與磁星的相互作用,高能超新星的爆發。除此之外,快速射電暴還有一種讓普通人比較感興趣的可能起源——外星文明。
人類利用無線電波傳送各種資訊,以實現遠距離通訊。如果宇宙的其他星球上演化出智慧文明,他們可能也會像人類那樣,透過無線電波進行通訊。如果接收到這些訊號,人類就有望發現外星文明,這是我國天眼的一大探測目標。
倘若該訊號真是外星文明發出的,由於它距離我們13億光年,意味著這些無線電波需要耗時13億年才能來到地球上,我們現在接收到的是13億年前的訊號。13億年前,不要說人類,地球上就連動物都沒有,只有海洋中存在一些結構簡單的生命。
可以想象,能夠發出這些訊號的外星文明早在當年就已經非常先進。再經過十幾億年的發展,這樣的外星文明更是達到了人類難以想象的高度。如果他們找上地球,人類在他們面前根本不堪一擊。因此,不少人反對人類主動接觸外星文明。
但事實上,即便人類想要回復13億光年外的外星文明,我們也根本做不到。以目前人類的科技水平,不要說星系際通訊,就連在我們銀河系內的恆星際通訊都實現不了。若要讓無線電訊號傳播長達13億光年後,還不會衰減成宇宙背景噪音,所需發射器的功率需要高達太陽的成千上萬倍,這顯然是完全不現實的。
再退一步來說,就算我們能夠發出這些訊號,等到它們到達那個星系,也要在13億年之後。到了那時,人類早就發展到更高層次的文明等級。又或者那個外星文明在過去漫長的時間中,早已消逝。
參考文獻
[1] Wen-fai Fong, Yuxin Dong, Joel Leja, Chronicling the Host Galaxy Properties of the Remarkable Repeating FRB 20201124A, 2021, Astrophysical Journal Letters, 919, L23.