为何找不到外星人？新研究称恒星空间天气或扰乱其信号传输

近日，一项试图解释宇宙为何如此寂静的新研究认为，地外文明探索计划（SETI）至今未能成功找到外星生命，原因可能是其他恒星周围的空间天气，正在干扰外星文明向外发送无线电信息的尝试。

“空间天气”指的是恒星风辐射喷发或恒星日冕物质抛射（CME）所产生的电磁扰动。这些事件会将大量等离子体和电子喷射到恒星周围的行星际空间，而等离子体与电子对相干无线电信号来说，就如同克星一般具有破坏作用。

当无线电波与高密度带电粒子区域相互作用时，会产生多种有害影响。例如，从事地外文明探索的科学家们，早已将恒星之间星际介质中的电子色散效应纳入考量。当无线电波在星际空间中遇到电子时，较低频率的无线电波相互作用更强，导致低频信号延迟，比高频信号更晚抵达目的地。包含多种频率的宽带信号会受到这种色散效应的严重影响，这也是为何SETI科学家推测，外星文明会转而发送频率更少的窄带信号。

SETI搜寻窄带信号（带宽仅几赫兹）的另一个原因是：自然界中已知现象不会产生如此高度集中的无线电信号。因此，一旦我们探测到此类信号，基本可以确定它是人造信号。

但在此之前，从未有人量化过恒星活动喷射出的等离子体和电子所带来的影响。如果遥远系外行星上存在科技文明，想要向深空发射信号，其所在恒星系统的空间天气，就可能对信号特征产生负面影响。

空间天气对窄带无线电信号最主要的影响，是一种被称为衍射闪烁的现象。当信号与恒星产生的等离子体相互作用时，会导致信号在更宽的频率范围内被“抹开”。原本仅在少数频率上具有强能量的窄带信号，被分散后能量分布到更多频率上，信号强度随之降低。

不过，发现问题只是第一步。美国加州山景城SETI研究所的维沙尔·加杰尔与同事格雷丝·布朗希望更进一步，量化空间天气的影响，以便在SETI搜索中更好地消除干扰。

为此，两人首先以太阳系为样本进行量化分析，研究地球与太阳系探测航天器之间的无线电信号。他们校准了太阳风波动与日冕物质抛射对窄带信号的影响，并取时间平均值。随后，他们以太阳为基准，校准空间天气对两类主要恒星周围信号的拓宽效应：类太阳恒星，以及红矮星 —— 红矮星是体积最小、温度最低的恒星，占银河系恒星总数的四分之三。

为验证观点，加杰尔和布朗模拟了对距离最近的100万颗类太阳恒星与红矮星的SETI搜索，并结合已知恒星活动数据，加入空间天气影响。

模拟结果显示：70%的恒星会使信号频率拓宽超过1赫兹；30%的恒星会使信号拓宽超过10赫兹，尤以活动剧烈的红矮星最为显著

更严重的是，如果信号发射时恰逢日冕物质抛射，信号拓宽可能超过1000赫兹，会让专注于极窄带信号的探测器完全无法识别。加杰尔和布朗提出：宇宙中或许并非“大寂静”，反而充斥着大量信号，只是我们尚未调谐到正确方式去接收它们。