外星人利用超新星爆炸向我们发信号？为此我阅读了一些论文

这几天看到这样的热搜：外星人或利用超新星爆炸引起人类的注意。这个标题确实有点夸张了，其实它来源于最近在ArxiV发表的一篇论文，它探讨了如何利用最近发现的超新星SN 2023ixf来寻找外星文明的信号。这篇论文提出了一种基于信号同步的技术，即假设外星文明会利用天文事件（如超新星）来协调信号的发送和接收。

背景

外星文明的存在是人类长久以来的一个梦想和探索的目标。为了寻找外星文明的存在证据，科学家们提出了各种各样的方法，其中之一就是寻找技术信号（technosignatures），即外星文明通过技术手段产生或传播的信号。技术信号可以有多种形式，如无线电波、激光、太空船、戴森球等。

然而，寻找技术信号面临着很多困难和挑战，其中之一就是如何确定何时何地进行搜索。由于宇宙空间广阔，我们不可能对所有可能存在外星文明的地方进行全面覆盖的搜索。因此，我们需要有一些策略来优化搜索范围和时间。

一种可能的策略是基于信号同步，即假设外星文明会利用一些显著的天文事件（如超新星、伽玛射线暴等）来协调信号的发送和接收。这样，我们就可以根据这些天文事件来预测哪些地方和时间更有可能收到外星文明的信号，并集中搜索资源。

超新星SN 2023ixf

2023年5月19日，日本业余天文爱好者板垣公一发现了一颗位于M101旋涡星系中的超新星，并命名为SN 2023ixf。这是十年来最近的一颗II型超新星（即由恒星核心坍缩引起的超新星），距离地球约619万秒差距（约2070万光年）。这颗超新星引起了天文学界的广泛关注，因为它可以为我们提供研究恒星演化、核物理、宇宙化学等诸多领域的重要信息。

除此之外，这颗超新星还为我们提供了一个寻找外星文明信号的绝佳机会。根据信号同步的假设，如果有位于M101附近的外星文明观测到了这颗超新星，并且想要与其他可能存在的外星文明进行交流，那么他们可能会在超新星爆发时或之后发送信号，以期被其他观测到超新星的外星文明接收。而地球正好是一个可能接收到这种信号的地方，因为我们也观测到了这颗超新星。

SETI椭球

为了预测地球会在超新星爆发时收到来自哪些文明的信号，论文作者使用了一种叫做SETI椭球的方法。这种方法的基本思想是，有一个超新星爆发，该事件产生的光会向外扩散，形成一个以其为中心的球面。在某个时刻，外星文明观察到该事件产生的光，并发送了一个信号，同样这个信号会以光速向外扩散，形成一个以其为中心的球面。

如果这两个球面相交，那么就意味着信号和事件的光同时到达了交点处的位置，如果这个位置是地球，那么我们就同时观测到了信号和事件。因此，我们可以逆着这个思路，计算一下能利用这个超新星向我们发射信号的外星文明的位置。

我们发现，我们可以得到一个以地球和超新星为焦点的椭球体，称为SETI椭球。在这个椭球体内部或表面上的外星文明都是可能向我们发送信号的候选目标。

目标选择和观测计划

论文作者利用Gaia EDR3星表和其他数据发现，在2023年6月5日时，有113颗恒星满足这个条件，并且都位于距离SN 2023ixf约3度以内的区域。论文作者计划用Allen望远镜阵列和Green Bank望远镜对这些恒星进行无线电监测，以期发现外星文明的信号。他们将在1.4 GHz至10 GHz之间进行搜索，并使用一些先进的数据处理和分析方法来排除人造干扰和噪声。他们还将与其他天文设施合作，以获取更多关于SN 2023ixf和候选目标恒星的信息。

展望

这篇论文的工作为我们提供了一个寻找外星文明信号的新途径，也为我们展示了利用超新星等天文事件来协调信号的可能性。如果我们能够在这些恒星中发现外星文明的信号，那么我们就可以证实外星文明的存在，并且可能与他们进行交流。这将是人类历史上最重大的发现之一，也将对我们的科学、文化和社会产生深远的影响。

当然，这种搜索也存在着很多不确定性和困难。首先，我们不知道外星文明是否真的存在，以及他们是否会利用超新星等事件来发送信号。其次，我们不知道他们会使用什么样的信号形式，频率，强度和编码方式。第三，我们不知道他们会在什么时间发送信号，以及信号是否会被其他天体或噪声干扰或遮挡。因此，我们需要对这些问题进行更多的研究和探讨，以提高搜索的效率和成功率。