宇宙之耳开始倾听

美国射电阵列开始搜寻外星生命。

作者:埃里克·汉德

一个大型射电望远镜阵列已经开始首次持续地搜寻地外文明(SETI),速度比以往任何时候都快。即便如此,该项目仍在努力寻找资金以维持开放并达到其计划规模。“我们在这里经历了一段坎坷的时期,”位于加利福尼亚州哈特克里克艾伦望远镜阵列(ATA)的主任唐·贝克尔说。“我们如履薄冰。”

ATA拥有42个六米碟形天线,在高沙漠中旋转,远少于计划的350个碟形天线。五月份,该阵列开始在银河系中心梳理外星信号,覆盖了广泛的无线电频谱。这项努力是在SETI概念发明50年后进行的。


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之前的搜索依赖于在阿雷西博射电望远镜等设施进行为期数周的观测。最后一项重大搜索,由位于加利福尼亚州山景城的SETI研究所运行的“凤凰计划”,于2004年结束,花费了十年时间才在一个狭窄的频率范围内检查了800颗恒星。SETI研究所的天文学家赛斯·肖斯塔克说,ATA扫描天空的速度要快得多,可以在短短几十年内检查一百万颗恒星。SETI研究所与加州大学伯克利分校联合运营ATA。肖斯塔克说,根据弗兰克·德雷克的估计,抽样一百万颗恒星将有很好的机会撞上银河系中可能正在广播的10,000个智能文明之一。德雷克在1960年开发了一个公式来估计这个数字。

1993年,在美国国会撤销NASA对其的资助后,私人捐助者,通常是技术专家,开始支持SETI。微软联合创始人保罗·艾伦的家族基金会从2000年开始提供了2500万美元,用于启动ATA。但2006年,这笔资金来源被切断(参见《自然》杂志 444, 9; 2006),因为SETI研究所和伯克利分校努力寻找匹配的捐款来完成该阵列,迄今为止,该阵列已耗资5000万美元。

去年,美国国家科学基金会(NSF)拒绝了一项支持该阵列运营的提案。SETI天文学家吉尔·塔特说,NSF的决定“就像一个第22条军规”。该阵列在拥有42个碟形天线时已经足够大,可以开始工作——并且需要资金——但还不够大,无法实现能够进行变革性科学的灵敏度。贝克尔希望一旦完成,ATA将快速覆盖广阔的天空,从而迎来瞬变射电天文学的时代——研究诸如超新星之类的在夜间爆发而不是像恒星一样持续发光的事物。科学目标可能包括环绕星系并为星系提供燃料的氢,以及超新星爆发后的伽马射线暴的无线电余辉。

在没有NSF资金的情况下,每年150万美元的运营成本由美国空军支付,美国空军使用该阵列跟踪卫星和轨道碎片。“这目前维持着我们的大门敞开,”贝克尔说。自2006年以来,艾伦基金会又提供了500万美元。

该阵列的时间分配大致均分:三分之一给空军,三分之一给射电天文学,三分之一给SETI。然而,SETI越来越多地可以搭乘射电天文学工作的便车。

ATA也是未来射电天文学重要技术的试验台。该阵列具有广阔的天空视野,并且在该视野内,可以同时分析多颗恒星。这种称为波束形成的技术,以及从许多单独的碟形天线制作图像的巨大计算挑战,将在未来的项目中需要,例如平方公里阵列,该阵列设想拥有数千个碟形天线。“这是射电天文学必须走的方向,”新墨西哥州27碟形甚大阵列9400万美元扩建项目的项目经理马克·麦金农说。他说,ATA“是唯一积极从事这项工作的人”。

贝克尔向NSF提交了一份提案,将碟形天线的数量增加一倍,达到84个。该请求将匹配NSF提供的600万美元资金,以及包括艾伦基金会和台湾中央研究院天文及天文物理研究所的五个捐助者承诺提供的500万美元。贝克尔说,预计将在年底前做出决定。

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