人类是否在意外泄露我们的位置给外星文明

"人类主要通过与送往研究火星等其他行星的航天器和探测器进行通信，"宾夕法尼亚州立大学埃伯理理学院天文与天体物理学研究生、支持该研究的NASA基金科学首席研究员、论文第一作者范品方（Pinchen Fan）表示。"但火星这类行星无法完全阻挡信号传输，因此位于这些星际通信路径上的遥远航天器或行星可能探测到信号溢出；当地球与另一颗太阳系行星从它们的视角对齐时就会发生这种情况。这表明在搜寻地外通信时，我们应关注太阳系外行星的排列现象。"

描述该研究的论文于8月21日发表于《天体物理学杂志通讯》。

"SETI研究人员常在宇宙中搜寻过去或现有技术迹象（称为技术特征）作为智慧生命的证据，"范品方说。"分析我们最常见信号的传输方向与频率，能为提高探测外星技术特征的几率指明重点观测区域。"

研究人员分析了NASA深空网络（DSN）的通信日志。该地面设施系统通过与航天器建立双向无线电通信链路，实现指令发送与数据接收。研究团队将DSN日志与航天器位置信息精确匹配，以确定地球无线电通信的时空特征。尽管多国拥有独立深空网络，但研究人员指出NASA运营的DSN足以代表地球发出的通信类型，部分原因是NASA主导了迄今大多数深空任务。

"NASA深空网络是地球与星际任务（如正飞离太阳系的新视野号航天器和詹姆斯·韦伯太空望远镜）的重要纽带，"论文作者、喷气推进实验室项目科学家约瑟夫·拉齐奥（Joseph Lazio）表示。"它向太空发射了人类最强且持续的无线电信号，其公开传输日志使团队得以建立过去20年间这些信号的时空分布模式。"

本研究聚焦深空传输（包括对太空望远镜和星际航天器的通信），而非针对近地轨道航天器或卫星的低功率传输（此类信号在远距离难以探测）。

研究发现深空无线电信号主要指向火星附近的航天器。其他常见传输目标包括其他行星及日地拉格朗日点的望远镜——这些空间点位因太阳与地球引力作用使望远镜相对地球保持位置稳定。

"基于20年数据，我们发现若地外文明位于能观测地球与火星对齐的位置，其有77%概率处于我们信号覆盖范围内——这比随机时空位置的探测概率高出数个数量级，"范品方指出。"若他们能观测地球与其他太阳系行星对齐，则被信号覆盖的概率为12%。但在非行星对齐期间，这些概率微乎其微。"

研究人员表示，为提升人类搜寻技术特征的效率，应重点关注系外行星（太阳系外的行星）的排列现象，至少需关注系外行星与其宿主恒星的排列时刻。

天文学家常在系外行星与宿主恒星对齐时进行研究。事实上，目前已知大多数系外行星是通过观测行星从地球视线穿越恒星前方（即凌星）导致恒星变暗而发现的。

"然而，近一二十年我们才开始大量探测系外行星，因此掌握的双凌星系外行星系统数据有限，"范品方表示。"随着NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜即将发射，预计将发现十万颗新系外行星，这将大幅扩展我们的潜在搜索范围。"

研究人员解释，因太阳系结构扁平且多数行星共面运行，DSN传输主要集中在地球轨道平面5度范围内。若将太阳系比作餐盘，所有行星与物体均位于盘面，则人类信号倾向于沿盘面传播而非以陡峭角度射向深空。

研究团队计算得出：使用类似地球的望远镜，平均DSN信号可在约23光年外被探测到。他们表示，将搜索重点集中在23光年内、尤其盘面边缘朝向地球的恒星系统，可提升地外文明搜寻效率。团队计划下一步精确定位这些系统并量化其接收地球信号的频率。

研究人员指出，DSN传输模式也可应用于搜寻系外行星的激光信号，但强调激光溢出量远低于无线电波。NASA正在测试星际激光通信系统，地外文明可能选择激光而非无线电波进行通信。

"人类的太空探索尚处早期阶段，随着深入太阳系，对其他行星的传输将日益频繁，"论文作者、宾州州立大学埃伯理理学院天文与天体物理学教授、地外智慧中心主任杰森·赖特（Jason Wright）表示。"以人类深空通信为基准，我们量化了未来地外文明搜寻如何通过聚焦特定方位与行星排列的系统实现效能提升。"

本研究由NASA系外行星研究基金和宾州州立大学地外智慧中心资助，计算工作依托该校计算与数据科学研究所Roar超级计算机完成。