在探索外星生命的過程中，研究人員發現了一些溫室氣體，這些氣體可能表明先進的外星文明正在積極改造遙遠的行星。這項研究的重點是不尋常的強效氣體，如氟化甲烷和乙烷，如果檢測到這些氣體，可以作為複雜星際工程的技術特徵。使用詹姆斯-韋伯（James Webb）等太空望遠鏡的天文學家就像尋找智慧生命的偵探一樣，可以追蹤遙遠系外行星上的這些氣體，找到外星文明的證據。

藝術家構思的正在進行地球化的系外行星。在遙遠的行星上偵測到特定的強效溫室氣體，可能會指向正在進行地球化的先進文明。圖片來源：Thibaut Roger/伯爾尼大學

如果外星人改造了太陽系中的一顆行星，使其變得更溫暖，我們就能分辨出來。加州大學河濱分校的一項新研究確定了人造溫室氣體，這些氣體是地球改造過的行星的特徵。

一顆經過地形改造的行星已被人工改造成適合生命生存。利用現有技術，即使太陽系外行星大氣中的氣體濃度相對較低，也能偵測到研究中所描述的氣體。這可能包括詹姆斯-韋伯太空望遠鏡或未來歐洲主導的太空望遠鏡概念。

包括人造大氣氣體在內的各種行星技術訊號圖示。資料來源：Sohail Wasif/加州大學河濱分校

雖然在地球上必須控制這些污染氣體，以防止對氣候造成有害影響，但在系外行星上也有可能故意使用這些氣體。

“對我們來說，這些氣體是有害的，因為我們不想加劇氣候變暖。但是，如果一個文明想要阻止即將到來的冰河時期，或者像人類為火星提出的那樣，在他們的星系中對一顆不適合居住的行星進行地球化改造，那麼這些氣體對他們來說就是好的。 “UCR天體生物學家、該研究的主要作者愛德華-施維特曼（Edward Schwieterman）說。

由於這些氣體在自然界中不可能大量存在，因此它們必須是人工製造的。因此，找到它們將是智慧生命、使用科技的生命形式的標誌。這種跡象稱為技術特徵。

研究人員提出的這五種氣體在地球上被用來製造電腦晶片等工業用途。它們包括甲烷、乙烷和丙烷的氟化版本，以及由氮和氟或硫和氟製成的氣體。最新發表的一篇《天文物理學雜誌》論文詳細介紹了這些氣體作為地球改造氣體的優點。

一顆假想的類地行星的定性中紅外線透射和發射光譜，該行星的氣候已被人工溫室氣體改變。資料來源：Sohail Wasif/UCR

它們的一個優點是，它們是非常有效的溫室氣體。例如，六氟化硫的增溫能力是二氧化碳的23500 倍。相對少量的六氟化硫就能將冰凍星球加熱到液態水可以在其表面持續存在的程度。

至少從外星人的角度來看，建議氣體的另一個優點是它們的壽命特別長，可以在類似地球的大氣層中持續存在長達5萬年。施維特曼說：”它們不需要經常補充，就能維持適宜的氣候。”

也有人建議將冷媒化學品（如氯氟化碳）作為技術特徵氣體，因為它們幾乎完全是人造的，在地球大氣中是可見的。然而，氟氯化碳可能並不具有優勢，因為它們會破壞臭氧層，而新論文中討論的全氟化氣體則不同，它們具有化學惰性。

施維特曼說：”如果另一種文明的大氣層富含氧氣，那麼他們也會希望保護臭氧層。氯氟化碳在催化臭氧層破壞的同時，也會在臭氧層中分解。由於CFCs 更容易分解，其壽命也很短，因此更難被偵測到。

最後，氟化氣體必須吸收紅外線輻射才能對氣候產生影響。這種吸收會產生相應的紅外線特徵，可以用天基望遠鏡探測到。利用現有或計畫中的技術，科學家可以在某些附近的系外行星系統中探測到這些化學物質。在地球這樣的大氣層中，每一百萬個分子中只有一個可能是這些氣體中的一種，而且有可能被偵測到，而這種氣體濃度也足以改變氣候。

為了得出這項計算結果，研究人員模擬了距離地球約40 光年的TRAPPIST-1 系統中的一顆行星。他們之所以選擇這個包含七顆已知岩質行星的系統，是因為它是除了我們自己的行星系統之外研究得最多的行星系統之一。對於現有的天基望遠鏡來說，它也是一個現實的考察目標。

研究小組也考慮了歐洲LIFE 任務探測氟化氣體的能力。 LIFE 任務能夠利用紅外光直接為行星成像，這使它能夠比韋伯望遠鏡瞄準更多的系外行星。

這項工作是與瑞士聯邦理工學院/行星研究所的丹尼爾-安格豪森（Daniel Angerhausen）以及美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心、藍玉太空科學研究所和巴黎大學的研究人員合作完成的。

雖然研究人員無法量化在不久的將來發現這些氣體的可能性，但他們相信，如果存在這些氣體，完全有可能在目前計劃的行星大氣特徵描述任務中探測到它們。

施維特曼說：”如果望遠鏡已經因為其他原因對行星進行了特徵描述，那麼就不需要額外的努力來尋找這些技術特徵了。如果能找到它們，那將是令人瞠目結舌的驚人發現。”

研究小組的其他成員不僅對發現智慧生命跡象的潛力充滿熱情，而且還對目前的技術使我們離這一目標越來越近表示贊同。

“我們的思想實驗表明，我們的下一代望遠鏡將是多麼強大。我們是歷史上第一代擁有在銀河系附近系統地尋找生命和智慧的技術的人，”安格豪森補充道。

編譯自/ ScitechDaily