研究称恒星“空间天气”或致外星技术无线电信号在源头被模糊

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恒星活动和等离子体湍流可能在无线电信号离开其母星系之前就对其造成扭曲,这或许能部分解释长期以来在寻找地外智慧生命过程中出现的沉默现象。

美国研究人员近日提出了一个用于评估恒星环境对窄带技术无线电信号可探测性影响的定量框架,并将其应用于不同类型恒星及观测频率情形。相关成果于3月5日发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)。

研究聚焦恒星环境对信号的“源头改造”

在现有的大多数地外技术信号(technosignatures)搜索中,天文学家通常重点考虑无线电波在穿越星际介质时受到的散射和失真。然而,本项研究指出,信号在刚离开发射源附近时,就可能已被恒星周围的等离子体环境显著改造。

研究显示,恒星风中的等离子体密度波动,以及类似日冕物质抛射(coronal mass ejections)等爆发事件,会在信号发源地附近对无线电波产生散射效应,使原本极为集中的窄带信号在频率上被“扩展”,从而降低其峰值强度。

SETI(搜寻地外文明)研究所天文学家 Vishal Gajjar 表示,现有 SETI 搜索通常针对极窄带信号进行优化。如果信号在母恒星环境中被扩展,其峰值强度可能降至现有观测系统的检测阈值以下,即便该信号客观存在,这种情况也可能在一定程度上导致观测到的“无线电沉默”。

利用太阳系探测器信号建立定量框架

为量化这一效应,Vishal Gajjar 与合作者 Grayce C. Brown 选取了可直接测量的参考对象——太阳系内航天器的无线电传输信号。团队利用来自太阳系探测器的实测数据,对湍流等离子体如何扩展窄带信号进行了标定,并在此基础上将结果外推至不同恒星环境。

研究构建了一个实用框架,用于估算在不同类型恒星及不同观测频率下,窄带技术信号可能经历的扩展程度,尤其关注在恒星活动较为剧烈、空间天气更为活跃的恒星周围可能出现的情形。

Brown 指出,通过量化恒星活动对窄带信号形态的重塑,可以据此设计更贴近实际抵达地球信号特征的搜索方案,而不仅仅针对理论上理想化的发射信号进行优化。

对目标选择和搜索策略的启示

研究认为,这一框架对未来技术信号搜索的目标选择和观测策略具有重要参考价值。团队指出,在银河系中约占恒星总数约75%的 M 型矮星周围,窄带信号在离开系统前最有可能受到显著扩展。

在此背景下,研究人员认为,相关搜索策略需要在保持对极窄带信号敏感的同时,也兼顾对被恒星环境扩展后信号的探测能力,以减少因源头散射导致的漏检风险。

论文题为《Exo-IPM Scattering as a Hidden Gatekeeper of Narrowband Technosignatures》,作者为 Vishal Gajjar 和 Grayce C. Brown,发表于《天体物理学杂志》2026年第999卷第201号,DOI 为 10.3847/1538-4357/ae3d33。


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