真实宇宙中的三体世界,被中国天眼FAST找到了!
不过,那里没有已经确认的三体人,也没有观测到小说中的乱纪元。中国天眼发现的是一个由脉冲星、白矮星和类太阳恒星组成的特殊系统。
据中国科学院国家天文台10月9日发布的消息,科研人员结合FAST射电观测和国际望远镜的多波段数据,确认脉冲星J0435+3233属于首例尚在演化阶段的原生脉冲星三体系统,距离地球约6850光年,相关成果发表于《天体物理学杂志快报》。
而中国天眼在探测这些天体的同时,也在聆听另一种宇宙声音。假如宇宙中存在技术文明,它们发出的电波,有没有可能抵达地球被我们接收到?
一、这个三体世界很特别
2020年6月8日,FAST发现了脉冲星J0435+3233。它的自转周期只有约3.2毫秒,换算下来,每秒旋转约313圈。此后,研究团队开展了长达五年的持续监测,获得192次测量结果。
脉冲星通常是快速旋转、具有强磁场的中子星。当脉冲星的辐射束扫过地球,我们就会接收到一次脉冲。天文学家通过记录脉冲什么时候抵达,能够研究它的运动,以及身边有没有其他天体。
这一次,脉冲星身边确实有伴侣,而且有两个。
靠近它的是一颗白矮星,二者约每8天绕共同质心运行一圈,轨道接近圆形。更远处还有一颗质量接近太阳的恒星,研究团队将其识别为G型亚巨星。它沿着明显拉长的椭圆轨道,围绕内部双星运动,绕一圈约需73.5年。
这个三体系统的成员很特别,中子星是大质量恒星经超新星爆发后留下的致密遗骸,白矮星则是质量较小的恒星失去外层物质后的残余核心。外侧的亚巨星还在继续演化,尚未走到白矮星阶段。这让天文学家在同一个系统里,看到了恒星演化的不同结果。
根据研究提出的演化图景,这三个成员很可能诞生于同一片原始星云。质量最大的那颗恒星更快耗尽核燃料,最终形成脉冲星,另一个成员成为白矮星,最外侧的成员则继续走向自己的晚年。未来,这个系统可能变成一颗中子星与两颗白矮星的组合。
所谓原生,强调的就是这种共同起源。它与后来通过天体之间的相遇、交换或俘获拼成的系统,有着不同的成长经历。
中国天眼FAST是一台射电望远镜,口径达500米,它的重要能力是接收微弱无线电波,这是人类肉眼所无法看到的电磁波波段。由此,FAST先发现了这个系统中的脉冲星。经过5年持续监测、多波段相互验证,最后确认了这个三体系统。
二、小说中的三体和现实中的三体差在哪?
著名科幻小说《三体》最震撼的设定之一,是三颗恒星的复杂运动,让行星上的文明不断面对极端环境。只要一点微小扰动,这种系统的运动就会发生巨大改变,它们的运动轨道也就很难预测。
恒纪元里,生活似乎可以延续。乱纪元到来,气候与生存条件骤变,文明一次次遭受重创。
但现实中的三体系统,存在多种不同结构。FAST此次发现的系统属于分层三体,内部两个成员距离较近,形成一对双星,第三个成员在远得多的地方绕转。它们没有挤在相近尺度上,持续进行强烈的近距离交会。
这样的空间分布,有助于三体系统长期保持稳定。研究认为,这个系统能够稳定存在,并继续演化。
三体问题之所以著名,是因为一般情况下,很难像理想的二体问题那样,写出一套简单、普遍适用的轨道表达式。某些构型还会对初始条件极其敏感,微小差异经过长期演化,可能造成很大变化。
不过,这不意味着只要出现三个天体,它们就必然乱成一团,也不意味着人类完全不能计算它们的运动。给定条件后,科学家可以通过数值计算研究轨道,在合适的时间范围内作出预测。
距离太阳系最近的恒星系统——半人马座α系统,也称南门二,距离4光年多,它本身就是三星系统。其中南门二A和南门二B两颗恒星彼此近距离互相绕转,比邻星则在远得多的地方绕着它们的共同质心转动。两颗主要恒星绕转周期约80年,比邻星绕另外两颗星运行的周期超过50万年。
因此,三个恒星成员,并不一定会像小说里那样三颗“太阳”轮番制造灾难。在宇宙中,甚至还有4颗、5颗,甚至已知最多9颗恒星组成的多恒星系统。
三、中国天眼也在找外星文明
虽然这次发现的三体世界中没有找到已知的宜居世界,与外星文明无关,但中国天眼FAST确实参与地外文明搜寻。
FAST寻找的一个重要目标是可能由技术活动产生的射电信号,也就是技术特征。例如,能量集中在极窄频率范围内、具有特定频率漂移的信号。
因为如果外星文明发展出先进技术,建造了发射设备,它们的信号可能与许多天然天体的宽频辐射有所不同。
但具有某种可疑特征,距离确认外星文明还很远。地球上的电子设备、人造卫星,以及接收系统自身的干扰,也可能制造类似信号,这些都需要排除掉才行。
FAST研究人员已经针对33个已知系外行星系统开展过搜寻,他们利用不同波束之间的信号表现,以及偏振、频率和漂移等特征进行判断,最终排除了研究中一些特殊信号来自地外文明的可能性。
2025年公开的一项研究,还使用FAST对TRAPPIST-1系统进行了定向搜寻。该研究在所检查的频段、信号类型和观测时段内,没有找到可信的技术特征候选信号。
某一次有明确条件的搜寻没有发现目标,并不能据此断言整个系统没有生命。外星文明可能使用别的频率,可能没有在观测时发射,也可能弱到设备无法探测。
真实三体被中国天眼发现,让我们看见了一种特殊的恒星组合。至于那里是否有生命、宇宙是否有外星文明回应,中国天眼还会继续聆听下去。