在探索地外生命的过程中，研究人员发现了温室气体，这些气体可能表明先进的外星文明正在积极地改造遥远的行星。
这项研究的重点是不寻常的、强效的气体，如氟化甲烷和乙烷，如果探测到这些气体，就可以作为复杂星际工程的技术标志。作为寻找智慧生命的侦探，天文学家使用詹姆斯·韦伯等太空望远镜可以在遥远的系外行星上追踪这些气体，找到外星文明存在的证据。
探测光年外的智慧生命
如果外星人改变了太阳系中的一颗行星，使其变得更温暖，我们就能分辨出来。加州大学河滨分校的一项新研究发现，人造温室气体将在地球化后释放出来。
一颗被人工改造过的行星适宜生命生存。利用现有技术，即使在太阳系外行星的大气中浓度相对较低，研究中描述的气体也可以被探测到。这可能包括詹姆斯·韦伯太空望远镜，或者未来由欧洲主导的太空望远镜概念。
虽然这些污染气体必须在地球上得到控制，以防止有害的气候影响，但它们可能被有意地用于系外行星是有原因的。
“对我们来说，这些气体是有害的，因为我们不想加剧气候变暖。但对于一个文明来说，他们可能想要阻止即将到来的冰河时代，或者改造他们系统中一个不适合居住的星球，就像人类对火星提出的那样，这是有好处的，”UCR天体生物学家和主要研究作者爱德华·施维特曼说。
识别外星大气中的技术特征
由于已知这些气体在自然界中不会大量存在，因此必须制造它们。因此，找到它们将是一种智能的、使用技术的生命形式的标志。这种迹象被称为技术签名。
研究人员提出的五种气体在地球上用于工业应用，如制造计算机芯片。它们包括氟化的甲烷、乙烷和丙烷，以及由氮和氟或硫和氟组成的气体。最近发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文详细介绍了它们作为地球化气体的优点。
地球化气体的寿命和有效性
一个优点是它们是非常有效的温室气体。例如，六氟化硫的变暖能力是二氧化碳的23500倍。相对少量的热量就可以将冰冻的行星加热到液态水可以在其表面持续存在的程度。
这些气体的另一个优势 —— 至少从外星人的角度来看 —— 是它们的寿命特别长，可以在类似地球的大气中存在长达5万年。施维特曼说：“为了维持适宜的气候，它们不需要太频繁地补充水分。”
氟氯化碳的替代品及其局限性
另一些人则提议将氯氟烃等制冷剂作为技术标志气体，因为它们几乎完全是人造的，而且在地球大气中是可见的。然而，氟氯化碳可能不是有利的，因为它们破坏臭氧层，不像新论文中讨论的全氟化气体是化学惰性的。
施维特曼说：“如果另一个文明有富氧的大气层，他们也会有想要保护的臭氧层。氯氟烃会在臭氧层中分解，即使它们催化了臭氧层的破坏。”
由于氟氯化碳更容易分解，它们的寿命也很短，因此更难被发现。
外星技术特征的可探测性
最后，氟化气体必须吸收红外辐射才能对气候产生影响。这种吸收会产生相应的红外信号，可以用太空望远镜探测到。利用现有的或计划中的技术，科学家们可以在某些附近的系外行星系统中探测到这些化学物质。
施维特曼说：“在像地球这样的大气层中，每一百万个分子中只有一个可能是这些气体中的一种，而且它是可能被探测到的。这种气体浓度也足以改变气候。”
TRAPPIST-1系统的仿真研究
为了得出这个计算，研究人员模拟了TRAPPIST-1系统中的一颗行星，它距离地球大约40光年。他们之所以选择这个包含七颗已知岩石行星的系统，是因为它是除了我们自己的行星系统之外，研究最多的行星系统之一。对于现有的天基望远镜来说，它也是一个现实的目标。
该小组还考虑了欧洲LIFE任务探测氟化气体的能力。LIFE任务将能够使用红外光直接成像行星，使其能够比韦伯望远镜瞄准更多的系外行星，韦伯望远镜在行星经过其恒星前面时观察它们。
这项工作是与瑞士联邦技术/行星研究所的Daniel Angerhausen，以及美国宇航局戈达德太空飞行中心、蓝色大理石太空科学研究所和巴黎大学的研究人员合作完成的。
发现外星生命的前景
虽然，研究人员无法量化在不久的将来发现这些气体的可能性，但他们有信心 —— 如果它们存在 —— 在目前计划的探测行星大气特征的任务中完全有可能探测到它们。
施维特曼说：“如果你的望远镜已经因为其他原因描绘了这颗行星的特征，你就不需要额外的努力来寻找这些技术特征。”“如果能找到它们，那将是令人瞠目结舌的惊喜。”
下一代望远镜的威力
研究小组的其他成员不仅对寻找智慧生命迹象的潜力充满热情，而且对当前的技术使我们离这一目标更近了一步表示赞同。
“我们的思想实验显示了我们的下一代望远镜将有多强大。我们是历史上第一代有技术系统地在银河系附近寻找生命和智慧的人，”安格豪森补充说。
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