詹姆斯韦伯望远镜也许能够通过空气污染来探测其他外星文明

　　去年12月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）一直在缓慢地增强其仪器的能量，并展开其遮阳板，现在正在调整其反射镜，为正式运行做准备。几个月后，有史以来最强大的太空望远镜将把目光对准宇宙中的恒星。天文学家希望JWST所看到的将会改变我们理解宇宙的方式，就像几十年前哈勃太空望远镜所做的那样。
　　实际上，JWST提供的一个诱人的能力是哈勃无法提供的，那就是直接拍摄绕着遥远恒星运行的行星的图像，也许，只是也许，这将能够探测到生命的迹象。
　　近年来，远程探测生物特征的可能性一直是一个热门话题。在我们自己的太阳系中，最近在金星大气层中发现的磷化氢引发了人们的猜测：这种化学物质可能是由一种微生物生命形式产生的。同样，遥感专家提出，利用光合作用获取能量的植物可以在红外波长中被探测到，因为叶绿素吸收可见光，但在红外波长中会显示出明亮的光，这将使被树叶覆盖的行星有一个明显的＂红色边缘＂。一颗遥远行星的单像素照片可能包含足够的信息，根据到达望远镜镜头的光的波长中存储的信息，可以告诉我们那里是否有生物。
　　上图：詹姆斯·韦伯太空望远镜预计将于今年夏天全面投入使用。
　　但是，智慧生命呢？JWST能探测到与我们相似的文明吗？我们怎么找他们？最好的答案来自于从外太空了解人类在地球上的存在是什么样子的。我们在晚上会释放余热（来自工业和家庭等）和人造光，但也许最重要的是，我们产生的化学物质充满了我们的大气，而这些化合物本来是不会存在的。 这些人造的大气成分，可能正是让我们知道有遥远的外星物种在用他们自己的强大望远镜扫描银河系的原因。
　　最近的一篇论文（已在ArXiv上获得预印本）研究了利用JWST搜索系外行星大气中的工业污染物的可能性。该研究特别侧重于氯氟烃（CFCs），这种物质在地球上是作为制冷剂和清洁剂工业生产的。20世纪80年代，臭名昭著的氯氟烃在地球臭氧层上造成了一个巨大的空洞，直到1987年国际禁止使用氯氟烃，才帮助将氯氟烃的水平降低到危害较小的水平。如果在银河系的其他地方发现这些＂在大气中停留时间较长的强效温室因子＂，几乎可以肯定，这是一个能够猖獗工业化的文明的结果。
　　换句话说，人类的一些最糟糕的副产品（我们的污染）可能正是让我们被发现的东西。这意味着我们或许能够找到其他物种，能够以同样的态度对待自己星球的大气层。
　　上图：TRAPPIST-1e是一颗与地球大小相仿的可能适合居住的行星，围绕着40光年外的一颗红矮星运行。
　　JWST的氯氟烃（CFCs）查找功能有一些限制。如果一颗行星的恒星太亮，信号就会被淹没。因此，通过观察M级恒星，望远镜将获得最大的成功。M级恒星是一种昏暗的、寿命较长的红矮星。附近的一个例子是Trappist-1，这是一颗40光年外的红矮星，有几颗地球大小的行星在其宜居带内运行。JWST将能够在TRAPPIST-1的行星上看到 氯氟烃，因为这颗昏暗的恒星不会像我们的太阳（一颗G型恒星）那样，以同样的方式淹没 氯氟烃的信号。
　　相反，TRAPPIST-1 上如果有类似JWST的望远镜，它将无法看到地球的氯氟烃：我们的太阳太亮了。
　　不幸的是，M级恒星通常不适合生命，因为当它们年轻时，它们不稳定，会发出强大的太阳耀斑，可能会消灭附近行星上的任何新生生命。然而，随着年龄的增长，他们往往会冷静下来，所以也这不是不可能的。这只是意味着，我们应该稍微降低我们的期望值。
　　无论我们在太空中找到了什么，或者没有找到什么，我们即将有能力观察的事实将会改变游戏规则。正如论文总结的那样，＂随着JWST的发射，人类可能非常接近SETI（寻找外星智能生物）的一个重要里程碑：我们不仅可以探测到来自邻近恒星的强大、有意、短暂和高度定向的信号（比如阿雷西博信息），还可以探测到与我们自身强度相同的一致、被动的技术信号。＂
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