在探索外星生命的过程中，研究人员发现了一些温室气体，这些气体可能表明先进的外星文明正在积极改造遥远的行星。这项研究的重点是不寻常的强效气体，如氟化甲烷和乙烷，如果检测到这些气体，可以作为复杂星际工程的技术特征。使用詹姆斯-韦伯（James Webb）等太空望远镜的天文学家就像寻找智慧生命的侦探一样，可以追踪遥远系外行星上的这些气体，找到外星文明的证据。



艺术家构想的正在进行地球化的系外行星。在遥远的行星上检测到特定的强效温室气体，可能会指向正在进行地球化的先进文明。图片来源：Thibaut Roger/伯尔尼大学如果外星人改造了太阳系中的一颗行星，使其变得更温暖，我们就能分辨出来。加利福尼亚大学河滨分校的一项新研究确定了人造温室气体，这些气体是地球改造过的行星的特征。

一颗经过地形改造的行星已被人工改造成适合生命生存。利用现有技术，即使太阳系外行星大气中的气体浓度相对较低，也能检测到研究中描述的气体。这可能包括詹姆斯-韦伯太空望远镜或未来欧洲主导的太空望远镜概念。


包括人造大气气体在内的各种行星技术信号图示。资料来源：Sohail Wasif/加州大学河滨分校

虽然在地球上必须控制这些污染气体，以防止对气候造成有害影响，但在系外行星上也有可能故意使用这些气体。

"对我们来说，这些气体是有害的，因为我们不想加剧气候变暖。但是，如果一个文明想要阻止即将到来的冰河时期，或者像人类为火星提出的那样，在他们的星系中对一颗不适合居住的行星进行地球化改造，那么这些气体对他们来说就是好的。"UCR天体生物学家、该研究的主要作者爱德华-施维特曼（Edward Schwieterman）说。

由于这些气体在自然界中不可能大量存在，因此它们必须是人工制造的。因此，找到它们将是智慧生命、使用技术的生命形式的标志。这种迹象被称为技术特征。

研究人员提出的这五种气体在地球上被用于制造计算机芯片等工业用途。它们包括甲烷、乙烷和丙烷的氟化版本，以及由氮和氟或硫和氟制成的气体。最新发表的一篇《天体物理学杂志》论文详细介绍了这些气体作为地球改造气体的优点。



一颗假想的类地行星的定性中红外透射和发射光谱，该行星的气候已被人工温室气体改变。资料来源：Sohail Wasif/UCR

它们的一个优点是，它们是非常有效的温室气体。例如，六氟化硫的增温能力是二氧化碳的 23500 倍。相对少量的六氟化硫就能将冰冻星球加热到液态水可以在其表面持续存在的程度。

至少从外星人的角度来看，拟议气体的另一个优点是它们的寿命特别长，可以在类似地球的大气层中持续存在长达5万年。施维特曼说："它们不需要经常补充，就能维持适宜的气候。"

还有人建议将制冷剂化学品（如氯氟化碳）作为技术特征气体，因为它们几乎完全是人造的，在地球大气中是可见的。然而，氟氯化碳可能并不具有优势，因为它们会破坏臭氧层，而新论文中讨论的全氟化气体则不同，它们具有化学惰性。

施维特曼说："如果另一种文明的大气层富含氧气，那么他们也会希望保护臭氧层。氯氟化碳在催化臭氧层破坏的同时，也会在臭氧层中分解。由于 CFCs 更容易分解，其寿命也很短，因此更难被检测到。"

最后，氟化气体必须吸收红外线辐射才能对气候产生影响。这种吸收会产生相应的红外线特征，可以用天基望远镜探测到。利用现有或计划中的技术，科学家可以在某些附近的系外行星系统中探测到这些化学物质。在地球这样的大气层中，每一百万个分子中只有一个可能是这些气体中的一种，而且有可能被探测到，这种气体浓度也足以改变气候。

为了得出这一计算结果，研究人员模拟了距离地球约 40 光年的 TRAPPIST-1 系统中的一颗行星。他们之所以选择这个包含七颗已知岩质行星的系统，是因为它是除了我们自己的行星系统之外研究得最多的行星系统之一。对于现有的天基望远镜来说，它也是一个现实的考察目标。

研究小组还考虑了欧洲 LIFE 任务探测氟化气体的能力。LIFE 任务能够利用红外光直接为行星成像，这使它能够比韦伯望远镜瞄准更多的系外行星。

这项工作是与瑞士联邦理工学院/行星研究所的丹尼尔-安格豪森（Daniel Angerhausen）以及美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心、蓝玉太空科学研究所和巴黎大学的研究人员合作完成的。

虽然研究人员无法量化在不久的将来发现这些气体的可能性，但他们相信，如果存在这些气体，完全有可能在目前计划的行星大气特征描述任务中探测到它们。

施维特曼说："如果望远镜已经因为其他原因对行星进行了特征描述，那么就不需要额外的努力来寻找这些技术特征了。如果能找到它们，那将是令人瞠目结舌的惊人发现。"

研究小组的其他成员不仅对发现智慧生命迹象的潜力充满热情，而且还对目前的技术使我们离这一目标越来越近表示赞同。

"我们的思想实验表明，我们的下一代望远镜将是多么强大。我们是历史上第一代拥有在银河系附近系统地寻找生命和智慧的技术的人，"安格豪森补充道。

编译自/ScitechDaily