美国国家航空航天局比尔·施泰格沃尔德 艺术家对技术先进的外星星球的插图
颜色被夸大以显示工业污染，否则是看不见的
信用:美国国家航空航天局/杰伊·弗莱德兰德 根据美国国家航空航天局的新研究，如果附近的恒星系统中居住着先进的外星文明，我们也许能够利用其自身的大气污染来探测到它
这项研究着眼于二氧化氮(NO2)的存在，二氧化氮在地球上是由燃烧化石燃料产生的，但也可能来自非工业来源，如生物、闪电和火山
“在地球上，大部分二氧化氮是由人类活动排放的——燃烧过程，如车辆排放和化石燃料发电厂，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的拉维·科帕拉普说
“在低层大气中(大约10到15公里或大约6
2至9
与非人类来源相比，来自人类活动的NO2占主导地位
因此，在一个可居住的星球上观察NO2可能预示着工业化文明的存在
“科帕拉普是一篇关于这项研究的论文的主要作者，该论文被《天体物理学杂志》接受，并于2月9日星期二在arXiv在线发表
迄今为止，天文学家已经发现了4000多颗围绕其他恒星运行的行星
据我们所知，有些可能有适合生命的条件，在一些可居住的世界里，生命可能已经进化到产生技术文明的地步
由于围绕其他恒星(系外行星)的行星非常遥远，科学家不能通过向这些遥远的世界发送宇宙飞船来寻找生命或文明的迹象
相反，他们必须使用强大的望远镜来观察太阳系外行星的大气层内部
一种可能的生命迹象或生物标志，可能是大气中氧气和甲烷等气体的组合
类似地，外星科技的一个标志，称为技术特征，可能是地球上被认为是污染的东西——一种气体的存在，这种气体是作为广泛工业过程的副产品释放的，如NO2
这项研究是第一次将NO2作为一种可能的技术特征进行研究
华盛顿西雅图蓝色大理石科学研究所的这篇论文的合著者雅各布·哈克-米斯拉说:“其他研究已经将含氯氟烃作为可能的技术特征进行了研究，含氯氟烃是一种工业产品，在因其在臭氧消耗中的作用而被淘汰之前一直被广泛用作制冷剂。”
“含氯氟烃也是一种强有力的温室气体，可以通过大气提供额外的变暖作用来改造火星这样的星球
据我们所知，含氯氟烃根本不是由生物产生的，所以它们是比二氧化氮更明显的技术特征
然而，氟氯化碳是非常特殊的人造化学品，可能在其他地方并不普遍；相比之下，二氧化氮是任何燃烧过程的一般副产品
" 在他们的研究中，该团队使用计算机建模来预测NO2污染是否会产生一个可以用现有和计划中的望远镜探测到的信号
大气中的NO2强烈吸收可见光的一些颜色(波长)，这可以通过观察太阳系外行星围绕其恒星运行时反射的光来检测
他们发现，对于一颗围绕类太阳恒星运行的类地球行星，一个产生与我们相同量的NO2的文明可以在大约30光年之外被探测到，用未来美国宇航局的大型望远镜在可见光波长下观察大约400小时
这是一段相当长但并非史无前例的时间，因为美国宇航局的哈勃太空望远镜花了相似的时间进行著名的深空观测
一光年，即光在一年中传播的距离，几乎是6万亿英里(约9
5万亿公里)
相比之下，距离我们太阳最近的恒星是在距离我们4光年多一点的半人马座阿尔法星系中发现的，我们的星系直径约为10万光年
他们还发现，比太阳更冷、更常见的恒星，如K型和M型恒星，会产生更强、更容易检测到的NO2信号
这是因为这类恒星产生的紫外线较少，而紫外线可以分解NO2
更多的恒星增加了发现外星文明的机会
由于NO2也是自然产生的，科学家将不得不仔细分析一颗系外行星，看看是否有过量的NO2可以归因于科技社会
“在地球上，大约76%的二氧化氮排放是由于工业活动，”该论文的合著者、美国宇航局戈达德的贾达·阿恩尼说
“如果我们在另一个星球上观测到NO2，我们将不得不运行模型来估计非工业来源可能产生的最大NO2排放量
如果我们从非工业来源观察到的NO2比我们的模型显示的要多，那么剩余的NO2可能是工业活动造成的
然而，在寻找地球以外的生命的过程中，总是有可能出现假阳性，未来的工作将需要确保区分真阳性和假阳性的信心
" 其他复杂情况包括大气中存在云或气溶胶
云和气溶胶吸收与二氧化氮波长相似的光，因此它们可以模仿这一特征
该团队计划使用一个更先进的模型，看看云层的自然变化是否可以用来区分这两者
在这项初步研究中，研究人员使用了一个模型，该模型假设一颗行星的大气层是一个从地面到空间的单层柱，有许多层
对于大多数目的和快速计算来说，这是一个很好的假设
但是行星是三维物体，而不是单列
该团队的后续研究将使用三维模型来比较他们最初的结果有多准确
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