摘要：人类向深空发射的无线电信号正在无意中向宇宙广播我们的存在，而一项最新研究首次精确描绘了外星智慧生命最有可能截获这些信号的时间和位置。宾夕法尼亚州立大学和美国宇航局喷气推进实验室的研究团队通过分析美国宇航局深空网络20年来的传输数据发现，如果外星观测者位于能够观

人类向深空发射的无线电信号正在无意中向宇宙广播我们的存在，而一项最新研究首次精确描绘了外星智慧生命最有可能截获这些信号的时间和位置。宾夕法尼亚州立大学和美国宇航局喷气推进实验室的研究团队通过分析美国宇航局深空网络20年来的传输数据发现，如果外星观测者位于能够观察到地球与火星连线的位置，他们有高达77%的概率能够探测到人类的深空通信信号。

这一发表在《天体物理学杂志快报》上的研究不仅揭示了人类在宇宙中的"可见性"，更为改进地外智慧生命搜寻策略提供了重要指导。研究结果表明，当太阳系内的行星从外星观测者的视角排列成一线时，人类的信号最容易被探测到，这种现象被称为"信号溢出效应"。

深空通信的无意泄露

人类的深空探索活动产生了宇宙中一些最强烈、最持久的无线电信号。美国宇航局的深空网络作为地球与遥远航天器之间的生命线，每天都在向太空发射大功率无线电波，与火星探测器、木星卫星探测器、甚至已经飞出太阳系的旅行者号等航天器保持联系。

研究首席作者、宾夕法尼亚州立大学天文学博士生范平辰表示："人类主要通过发射到火星等其他行星的航天器和探测器进行深空通信。但像火星这样的行星并不会完全阻挡信号传输，因此位于这些行星际通信路径上的遥远观测者有可能探测到这种溢出效应。"

宾夕法尼亚州立大学和美国宇航局喷气推进实验室的一项新研究探索了人类深空通信在外星观测者眼中可能呈现的样子。通过分析美国宇航局深空网络数十年的传输数据，研究人员确定了这些强大信号最有可能在何时何地泄漏到太空。图片来源：Shutterstock

这种信号泄露并非人类有意为之。与主动向宇宙发送的信息不同——如1974年阿雷西博射电望远镜向球状星团M13发送的著名信息——深空网络的传输完全是为了维持与人类航天器的通信。然而，正是这些日常操作产生了人类在宇宙中最强烈的技术特征信号。

美国宇航局喷气推进实验室项目科学家约瑟夫·拉齐奥指出："深空网络向太空发送了一些人类史上最强、最持久的无线电信号。其传输的公开日志使我们的团队能够确定过去20年来这些传输的时间和空间模式。"

火星通信占据主导地位

通过分析深空网络的传输记录，研究团队发现了人类深空通信的明显偏向性。数据显示，绝大多数深空信号都指向火星附近的航天器，这反映了人类对这颗红色星球持续不断的探索活动。从早期的火星探路者到最近的毅力号火星车，人类在火星表面和轨道上部署了数十个探测器，每一个都需要与地球保持定期通信。

其他常见的信号目标包括围绕木星、土星等外行星运行的航天器，以及位于日地拉格朗日点的太空望远镜。拉格朗日点是太空中的引力平衡区域，太阳和地球的引力在这里达到平衡，使得航天器能够以最小的燃料消耗保持相对稳定的位置。詹姆斯·韦伯太空望远镜就位于距离地球150万公里的L2拉格朗日点。

研究发现，由于太阳系相对平坦的结构——所有主要行星都在同一轨道平面附近运行——大多数深空网络传输都发生在地球轨道平面的5度范围内。这种几何特性意味着人类的信号主要沿着太阳系的"赤道平面"传播，而不是向各个方向均匀辐射。

行星排列的关键作用

研究的核心发现在于行星排列对信号可探测性的决定性影响。当外星观测者、地球和目标行星（如火星）排列成一线时，人类向该行星发送的信号有很大概率会"泄露"到观测者的位置。这种几何配置大大增加了信号被意外截获的可能性。

在一项新研究中，宾夕法尼亚州立大学和美国宇航局喷气推进实验室的研究人员分析了人类的深空通信，发现人类的传输信号经常指向火星（左下）、太阳和其他行星附近的我们自己的航天器。由于像火星这样的行星不会完全阻挡信号，因此位于行星际通信路径上的外星智慧生命——当行星从它们的视角排列成一线时——有可能探测到这种溢出效应。这表明，人类在寻找外星通信信号时，应该关注太阳系外行星的排列。图片来源：Zayna Sheikh

具体数据显示，如果外星智慧生命位于能够观测地球-火星连线的位置，它们探测到人类信号的概率高达77%。这一概率远远超过随机探测的可能性，表明行星排列是信号泄露的关键因素。对于其他太阳系行星的连线观测，这一概率为12%，仍然显著高于随机水平。

范平辰解释道："从外星观测者的角度来看，当地球和另一颗太阳系行星排列成一条直线时，就会发生信号溢出效应。这表明，在寻找地外通信时，我们应该关注系外行星的排列情况。"

这一发现对搜寻地外智慧生命具有重要意义。传统的SETI搜索往往关注恒星或特定方向，而新研究表明，关注系外行星系统中的行星排列可能是更有效的策略。

探测距离与技术限制

研究团队通过计算确定，使用类似人类现有技术的望远镜设备，可以在平均约23光年的距离内探测到深空网络的信号传输。这一距离设定了寻找外星智慧生命的现实范围，也为评估人类信号在宇宙中的"可见性"提供了量化标准。

23光年的探测半径涵盖了数百个恒星系统，其中许多已知拥有系外行星。随着系外行星探测技术的快速发展，这一搜索范围内的潜在目标正在不断增加。开普勒太空望远镜、TESS（凌日系外行星巡天卫星）等任务已经在我们的"宇宙邻居"中发现了大量行星。

然而，研究也指出了当前搜索面临的技术限制。由于系外行星的发现主要依赖于凌日法——观测行星从地球视角穿过其主恒星时造成的亮度变化——我们对包含多颗凌日行星的系统了解有限。这种限制直接影响了基于行星排列进行SETI搜索的可行性。

宾夕法尼亚州立大学地外智慧中心主任杰森·赖特教授表示："随着美国宇航局南希·格雷斯·罗曼太空望远镜即将发射，我们预计将探测到十万颗此前未被发现的系外行星，因此我们的潜在搜索范围应该会大大扩大。"

未来搜寻策略的革新

这项研究为SETI领域带来了方法论上的重要转变。传统的搜寻外星智慧生命策略主要关注恒星周围的"宜居带"，寻找可能支持生命存在的行星。而新研究提出的基于通信几何学的方法，则从技术文明的通信模式角度思考问题。

研究团队目前正在进行后续工作，计划识别距离地球23光年内的恒星系统，特别是那些边缘朝向地球的系统，并量化它们接收来自地球信号的频率。这种系统性的方法有望为SETI搜索提供更精确的目标列表。

除了无线电信号，研究还考虑了激光通信的可能性。虽然激光信号的溢出效应远小于无线电传输，但随着激光通信技术在太空探索中的应用越来越广泛，这种信号模式也可能成为外星文明探测人类存在的途径。美国宇航局正在测试的行星际激光通信系统可能为未来的深空探索提供更高效的通信手段。

双向探索的深远意义

这项研究的意义远超技术层面的发现。它提醒我们，人类的太空探索活动正在无意中向宇宙广播我们的存在和技术能力。每一次与火星探测器的通信、每一次对深空探测器的指令发送，都可能被遥远的智慧生命截获和分析。

同时，研究也为人类自身寻找宇宙伙伴提供了新的思路。通过理解我们自己的信号传播模式，我们可以更好地推测其他技术文明可能采用的通信策略。如果外星文明也像人类一样进行行星际探索，那么它们的深空通信同样可能在特定的几何配置下被我们探测到。

范平辰总结道："人类的太空探索之旅才刚刚起步，随着我们深入太阳系，我们与其他行星的传输只会越来越频繁。以我们自身的深空通信为基准，我们量化了未来如何通过关注特定方向和行星排列的系统来改进地外智慧文明的搜寻。"

这一研究成果标志着SETI领域从被动等待信号转向主动利用天体力学原理进行精准搜索的重要转变，为人类在宇宙中寻找智慧生命伙伴开辟了新的可能性。

来源：人工智能学家