寻找地外文明的希望！美国新一代望远镜，预计2039年发射

　　2021年12月25日，万众期待的詹姆斯·韦布太空望远镜终于发射升空。这台经历了多次推迟发射的太空望远镜，成了人们的希望，可以凭借史无前例的强大观测能力对系外行星进行观测，甚至可能发现第二颗地球。
　　虽然已经升空3个月了，韦布仍然没有拍摄第一张正式的宇宙图像，而是在不断调试设备。根据计划，它最早在今年夏天才能发布第一张高清的太空图片。
　　然而，早在韦布发射之前，美国宇航局就已经野心勃勃地筹备下一代太空望远镜了。根据他们的说法，这台望远镜的观测能力更加强大，甚至有望直接发现地外文明！这台望远镜，名字叫做大型紫外/可见光/红外探测卫星，简称LUVOIR。
　　我们知道，望远镜是人类了解这个宇宙的最重要工具，伴随着人类观测设备一代代的升级，宇宙之谜也得到了一个个的破解。
　　（图片说明：LUVOIR海报）
　　美国国家科学院每十年会发布一份＂十年规划＂，设定十年内的重点研究项目。在2021年制定的《2020年天文学和天体物理学十年调查》中，他们就提到了LUVOIR。根据计划，它有望在2039年发射升空。
　　我们知道，著名的哈勃太空望远镜，口径是2.4米。而新发射的韦布太空望远镜，口径则达到了6.5米。而LUVOIR，则有两个方案，其中plan B的口径是8米，而plan A更加惊人，口径达到了15米，是哈勃的6倍，韦布的2.3倍！我们知道，望远镜的口径越大，观测能力就越强，可见LUVOIR绝对是人类未来的希望。
　　（图片说明：LUVOIR）
　　不仅如此，相比于哈勃最擅长在可见光和紫外波段观测、韦布主要在红外波段观测，LUVOIR的功能更加全面。从它的名字就可以看出来，不论是红外光还是可见光或者紫外线，它都能够尽收眼底，如此全面的功能，可以让我们对一个天体有更加立体的认知。
　　和韦布一样，LUVOIR也会被放在第二拉格朗日点上，也就是距离地球150万公里的地方，从而避免太阳光的照射。
　　那么，美国造这么牛的望远镜，到底准备用来做什么呢？
　　说起来，它有一个使命非常重要，也是大家非常关心的，那就是寻找宇宙中的地外文明。
　　我们知道，系外行星距离我们都非常遥远，LUVOIR要如何观测到它们的表面有没有生命呢？
　　（图片说明：系外行星艺术图）
　　答案很简单，那就是光谱。光谱是宇宙天体的＂身份证＂，它可以让我们隔着几十上百光年的距离，就判断一颗天体的大气中有哪些物质。LUVOIR就非常擅长这方面的观测，它有望找到系外行星大气中一些只能由生命体合成的物质，从而判断其表面是否有和我们一样甚至更加发达的文明。
　　首先就是二氧化氮。这是一种有毒气体，但对于天文观测来说具有重要意义。虽然自然界内也有化学反应可以合成二氧化氮，但如果一颗行星的大气内这种气体的含量变化出现了异常，那就值得我们关注，或许它们就是来自于其他文明的工业生产过程。
　　（图片说明：系外行星表面环境假想图）
　　有人进行过估算，如果真的按照plan A制造15米口径的LUVOIR，那么它进行400个小时的观测，所有33光年以内大气中二氧化氮含量类似地球的系外行星都会被识别出来。
　　10年时间，他们当然不会只考虑一台望远镜。除了LUVOIR之外，美国还有两台巨型地基望远镜在筹建，其中一个是巨型麦哲伦望远镜，另一个是三十米口径望远镜。
　　巨型麦哲伦望远镜由7块直径8.4米、重达20吨的子镜组成——这个尺寸是有限的，科学家已经证明，如果超过这个尺寸，镜子就会被自身的重量压弯，影响观测。通过这样的组合，它的等效口径可以达到21.4米，成像清晰度将达到哈勃的10倍以上！
　　（图片说明：巨型麦哲伦望远镜）
　　三十米口径望远镜尤其值得一提，因为这个项目，我国也有参与。也就是说，当它建成之后，我国也是有权利使用它进行观测的。而且，由于一些特殊的问题，该望远镜一直无法确定选址。甚至有人推测，我国青海的冷湖作为地球北半球最佳观测地点之一，也有希望安置这台史无前例的望远镜。
　　它们被科学家们寄予厚望，可以对红矮星周围的系外行星大气进行光谱分析。红矮星是宇宙中数量最多的恒星，所以在这些恒星周围寻找生命是最高效的。然而红矮星也是宇宙中最暗的恒星，所以其周围行星的光谱也很难被看到，只有这种极其巨大的望远镜，才能够获取我们想要的信息。
　　（图片说明：三十米口径望远镜）
　　除了和我们类似的文明之外，美国科学家还思考了如何寻找比我们更加发达的文明，比如拥有戴森球的二级文明。
　　所谓的戴森球，是一种能够将整个恒星包裹住的巨大设施，它可以将恒星的全部能源攫取过来为自己所用，从而满足高级文明的快速发展。
　　听到这个概念你就会明白，这种结构能够吸收恒星的所有光芒。但另一方面，它本身又会不可避免地释放出特殊的红外线。不过，想要探测到戴森球，人类或许还需要专业的红外观测设备，那就是远红外线探测器。
　　（图片说明：戴森球艺术图）
　　而且，红外探测器还能发现一种特殊物质，那就是氟氯烃，也就是大家熟知的氟利昂。这种物质不仅无法在自然界产生，甚至连生命体都无法自己合成，非要智慧生物通过工业生产才能制造。如果我们在某颗系外行星的大气中发现氟氯烃，那么这颗行星上就极有可能已经孕育生命了。
　　科学家甚至还考虑了地外文明可能制造出的特殊X射线，他们认为，我们可以通过对X射线双星的观测，寻找其中的蛛丝马迹，或许也能发现地外文明。
　　（图片说明：X射线双星）
　　可以说，在接下来这10年的时间里，我们有望见证大量顶级望远镜的竣工。不过，按照美国宇航局的风格，他们的望远镜不断推迟竣工时间，也不是什么新鲜事了……
　　当然，这还只是美国，更别提欧洲和我国也有计划建造更多强大的望远镜。随着这些望远镜的问世，或许我们真的能够找到宇宙中的地外文明。届时，我们恐怕就要思考一个问题了：该不该和它们联系呢……#外星人# #外星生命#