地外文明探索計劃(SETI)自啟動以來,始終未能尋得外星生命存在的確鑿證據,這一現象被部分研究者稱為“大寂靜”。近日,一項發表于《天體物理學雜志》的新研究提出,恒星系統的空間天氣可能是導致這一困境的關鍵因素——恒星活動產生的等離子體與電子可能嚴重干擾外星文明發送的無線電信號,使其難以被地球探測器識別。
空間天氣通常指恒星風、輻射噴發或日冕物質拋射(CME)引發的電磁擾動。這些現象會將大量帶電粒子噴射至行星際空間,形成高密度等離子體區域。當無線電波穿越此類區域時,低頻信號會因與電子相互作用而延遲抵達,導致包含多頻率的寬帶信號嚴重失真。為規避這一問題,SETI科學家長期聚焦于搜尋窄帶信號(帶寬僅幾赫茲),因其能量集中且自然界中罕見,被視為外星文明存在的潛在標志。
然而,新研究首次量化分析了恒星活動對窄帶信號的破壞性影響。美國加州SETI研究所的維沙爾·加杰爾指出,恒星產生的等離子體可導致信號發生“衍射閃爍”——原本集中在少數頻率的強能量信號被分散至更寬頻段,強度大幅降低。若信號發射時恰逢日冕物質拋射,其頻率拓寬可能超過1000赫茲,遠超當前探測器的識別閾值,導致“信號存在卻無法被檢測”的尷尬局面。
為驗證這一理論,加杰爾與同事格雷絲·布朗以太陽系為模型,分析地球與探測器間無線電信號受太陽風波動的影響,并以此為基準推算其他恒星系統的干擾程度。研究涵蓋兩類主要恒星:類太陽恒星與占銀河系恒星總數75%的紅矮星。結果顯示,70%的恒星會使信號頻率拓寬超1赫茲,30%的恒星拓寬超10赫茲,而活動劇烈的紅矮星影響尤為顯著。模擬進一步表明,在1吉赫茲頻段(常用搜索頻段)的搜索中,若未考慮空間天氣因素,大量潛在信號可能被誤判為噪聲。
布朗強調,通過量化恒星活動對信號的重塑效應,未來搜索策略可更貼近實際抵達地球的信號特征,而非僅依賴理論模型。例如,技術先進的外星文明可能已掌握恒星空間天氣規律,選擇在平靜期發射信號;但若發射設備長期運行或為自動化系統,則可能因干擾導致信號失真。研究提出,宇宙中或許存在大量未被探測的信號,只是人類尚未找到正確的接收方式。
自1960年首次系統性搜索以來,SETI項目歷經60余年仍無突破。1999年啟動的公民科學項目SETI@home曾吸引全球數百萬志愿者參與,如今僅剩100個候選信號,且均被認為極可能源于自然現象或人為干擾。新研究為“大寂靜”提供了新解釋:空間天氣效應可能顯著降低了信號可探測性,其影響程度取決于宇宙中發射信號的文明數量。盡管如此,研究者仍持謹慎樂觀態度——正如人類監測太陽活動以保護衛星通信,外星文明或許也具備應對空間天氣的能力。











