[비즈한국] 为了寻找外星文明的线索，天文学家们正在进行一项名为“赫菲斯托斯计划”（Project Hephaistos）的研究。这个名字让人联想到电影《火星救援》（Project Hail Mary）。那么，在通过天文观测寻找外星文明时，我们可以将什么作为线索呢？在众多线索中，曾引起科幻迷们激烈争论的概念，便是包裹恒星的巨大人工结构——戴森球。
最近，詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）对两个最具潜力的戴森球候选目标进行了观测，并公布了结果。那里真的存在构建了巨大人工结构并生存着的外星文明吗？
采集星光的文明也会留下废热
戴森球的构想首次出现在奥拉夫·斯塔普雷顿（Olaf Stapledon）的小说《造星者》（Star Maker）中。太阳系中，最强大的能源来源无疑是太阳。人类随着文明的发展，对能源的需求也在不断增加。进入人工智能时代后，能源消耗量更是呈爆炸式增长。如果是高度发达的技术文明，可能会尝试直接从母恒星获取能量。通过配备巨大太阳能电池板的结构包裹恒星，在近距离高效地收集星光能量。后来，物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）将这一科幻构想进行了科学梳理，使“戴森球”这一名称广为人知。
然而，问题在于热力学。无论技术文明多么先进，都难以违背宇宙的科学规律。即使接收了星光并将其用于维持文明所需的能源，这些能量也不会完全消失。根据能量守恒定律，摄入的能量最终必须以其他形式释放。考虑到热力学第二定律，实际装置必然会将熵排放到外部宇宙中。使用后剩余的大部分废热，会以更低温度的辐射形式被释放出来。
最近，SpaceX的太空数据中心计划中，一个重要的争议点也是废热的处理方式。废热完全消失是不可能的。虽然可以尝试通过极低温度缓慢排放的方法，但想要彻底消除或隐藏废热几乎是不可能的。
如果废热温度在数百开尔文（Kelvin）左右，其痕迹主要可以在中红外波段观察到。这正是詹姆斯·韦布空间望远镜的中红外仪器MIRI所敏感捕捉的波段。如果温度更低，其痕迹会移动到更长波长的红外线中。因此，詹姆斯·韦布成为了寻找可能包裹着恒星生活的“戴森球”外星文明痕迹的工具。如果一颗被巨大结构遮挡、在其他波段看起来整体较暗的恒星，唯独在中红外波段发出明亮信号，那么就可以怀疑它是由无法隐藏废热的戴森球所遮蔽的。
500万颗恒星中剩下的七个候选者
赫菲斯托斯计划的研究团队利用了覆盖银河系大量恒星的盖亚（Gaia）数据。并结合了在红外波段进行天空巡测的WISE和2MASS数据，共调查了约500万颗恒星。他们通过盖亚数据确定恒星距离，筛选出相对于其距离显得格外暗淡的恒星。随后，利用2MASS和WISE数据比较了各恒星的红外强度。
经过这一筛选过程，最终留下了七个候选目标。它们虽然整体暗淡，但在红外波段却格外明亮。这些目标看起来像是表面温度非常低的M型红矮星，其总辐射能量中约有7~17%来自红外波段。
当然，仅凭这一点很难断定就是戴森球。如果恒星周围长期存在原行星盘尘埃，红外线也会显得格外明亮。通常这种尘埃盘在恒星诞生约1000万年后，会逐渐聚合成行星或被恒星风吹散。但有时也会出现尘埃盘保留超过4000万年的情况。因为像永远长不大的彼得·潘，所以被称为“彼得·潘盘”（Peter Pan disk）。
这种恒星的光谱中通常会出现明显的氢原子发射线。然而，赫菲斯托斯计划的七个候选目标中并没有发现明显的氢发射线。因此，排除它们是年轻尘埃盘恒星的可能性。
恒星旁边露出的另一个天体
2025年7月28日和9月9日，詹姆斯·韦布望远镜瞄准了七个候选者中的两颗恒星。结果揭示了一个意想不到的事实。
詹姆斯·韦布以比以往望远镜更高的分辨率将恒星观测为清晰的小点。这时，在恒星旁边露出了另一个存在。那是一个看起来像被拉长了的污点一样的天体。在MIRI观测范围中波长较短的5.6微米处，恒星表现得更亮。但随着波长变长，恒星逐渐变暗，而旁边模糊的天体则变得更加突出。
其真实身份是恰好在同一视线方向重叠的背景星系。之前观测中捕捉到的明亮中红外信号，并非来自恒星，而是来自其背后的星系。之前的观测未能清晰区分恒星与背景星系，但在詹姆斯·韦布的图像中，两个天体被明确分离开来。恒星与背景星系之间的角距离平均约为1角秒。
在之前的观测中，这两个候选者看起来发出了相当于约180开尔文温度的红外信号。考虑到母恒星温度约为3500开尔文，若要使包裹恒星的结构维持在180开尔文左右，该结构必须位于距离恒星约1个天文单位（AU）以内的近距离处。而该恒星距离我们超过600光年。因此，如果这种结构确实存在，它应该看起来紧贴在恒星0.01角秒以内。然而，詹姆斯·韦布图像中揭示的实际红外光源——即背景星系，远比这遥远得多。
某些发射强红外线的星系可能被厚厚的尘埃云覆盖。其中之一就是“被高温尘埃遮蔽的星系”，即所谓的“热狗星系”（Hot DOG）。中心坐落着拥有黑洞的强大活动星系核，周围被厚厚的尘埃包裹，从而呈现出在红外波段辐射出异常能量的景象。此次观测到的候选目标D所重叠的背景星系，很有可能就是这类热狗星系。
另一方面，与候选目标E重叠的背景星系则有所不同。该星系同样被尘埃包裹，但红外线的主要来源推测并非活动星系核，而是内部发生的爆发性恒星诞生。该星系中每年新诞生的恒星总质量约为太阳质量的20倍。
外星文明信号与自然现象之间
最终，这一次也未能发现外星文明的确凿证据——戴森球的决定性线索。如果期待着发现外星文明，这确实是一个令人失望的结果。但此次观测留下了一个重要的教训：宇宙中挤满了无数天体。近处的恒星与远处的背景星系在相似的方向上重叠，这种情况比想象中要频繁得多。
在这种情况下，很容易将远方背景星系的特性误认为近处恒星的特性。即一颗平凡的恒星看起来就像隐藏着戴森球一样。必须仔细审视观测到的信号究竟是否真的来自该恒星，还是偶然重叠的背景星系光的混合结果。有时，欺骗我们的不是外星文明，而是宇宙本身的自然现象。
如果如此浩瀚的宇宙中存在无数外星文明，为什么我们至今连一个信号都还没发现呢？面对费米悖论（Fermi Paradox）提出的问题，宇宙的沉默依然在持续。
或许，有的外星文明已经找到了处理废热的良策，正独自生活在黑暗中，不留下任何热量。即使存在这样的存在，也无法进入我们的探测网。这几乎等同于无法观测。如果那是想要如此彻底隐藏自己的文明，那么不去刻意寻找，或许才是宇宙的礼仪。
技术文明的发展并不意味着必然需要更多的能源。也有可能像戴森球那样极端的做法并不是唯一途径，它们可能通过完全不同的方法解决了能源不足的问题。例如，如果是一个成功掌握了常温核聚变的文明，就没有必要费力在恒星周围建造巨大的结构。
最终，探索外星文明的过程只能依赖于各种合理的假设和期待。这是否真的属于合理的推理，只有等到发现其存在的那一天，才能真正定论。
作者池雄培（Ji Woong-bae）是谁？他热爱猫和宇宙。小时候看到《银河铁道999》后，就怀揣着向世人传达宇宙之美的梦想。目前担任世宗大学自由专业学部助理教授，同时从事演讲和写作等多种科学传播活动。著有《关于天文学家的无用性》、《我们都是作为天文学家出生的》、《看到宇宙就会浮现的奇怪问题们》等书，并翻译了《我为何杀死了冥王星》、《量子生活》、《UFO》等作品。