我们钟情火星？
【菜科解读】
2021年5月15日7时18分，天问一号探测器搭载的祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，实现我国首次地外行星着陆，使我国成为第二个成功着陆火星的国家（苏联于1971年发射的火星3号探测器在火星表面着陆后，仅工作了大约20秒就与地球永久失去了联系）。
同期发射的美国毅力号就降落在不远处，离我们的祝融号火星车只有1000多公里。
作为美国好奇号火星车的继任者，毅力号火星车携带着更先进的黑科技和顶级的科研装备，继续探索火星上的有机物和疑似生命痕迹。
天问一号着陆位置示意图￨图源：改自参考资料[1]
火星，中国古代称之为荧惑，取荧荧火光，离离乱惑之意，自古以来就牵动着人们的好奇心。
火星上是否存在或曾经出现过生命？这是一个全人类的发问。
美国对火星探测了几十年，取得了丰硕的成果和长足的进步。
乌托邦平原可能存在过古海洋，是探测火星潜在生命存在证据的绝佳地。
如今，毅力号和祝融号肩负使命，正在努力探寻这个问题的答案。
而那个秘密也许就藏在某个地方，我们正无限接近这个宝藏。
如同一场竞赛，如果我们能第一个揭开这个魂牵梦萦的旷世之谜，证实地球并非宇宙中唯一存在生命体的星球，这将是人类有史以来影响最为深远的科学发现。
关于地外生命问题的由来
直到20世纪初，天文学家才确定了银河系之外其他星系的存在。
如今，可见星系的数量预计在一万亿之上。
在宇宙中，我们的银河系不过是沧海一粟，而太阳也只是银河系里几千亿颗恒星中普通的一颗。
目前为止，人类作为宇宙中唯一的高等智慧生命，无疑是孤独的，人类渴望寻求来自其他星球的联系，携手探索浩瀚的宇宙。
太阳系在宇宙中的位置￨图源：改自参考资料[1]
火星上为什么有可能发现生命存在的线索？
宜居带（Habitable Zone）是指在一颗恒星周围的一定距离范围内，水可以以液态形式存在，由于液态水被科学家们认为是生命生存所不可缺少的因素，因此如果一颗行星恰好落在这一范围内，那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。
据估测，太阳系宜居带的范围在距离太阳0.87～1.67个天文单位之间，位于这一区域内的行星可能在地表存有液态水。
火星到太阳的平均距离为1.52个天文单位，十分接近这个宜居带的上限，因此火星在太阳系中的位置是可以允许生命存在的。
太阳系的宜居带示意图￨图源：改自参考资料[1]
同一地质历史时期，火星和地球分别发生了什么？
火星被认为是地球的姊妹行星，在太阳系形成过程中，她们是名副其实的一母同胞。
火星和地球均形成于45亿年前，两者最初都具备孕育生命的适宜条件，大约38亿年前，火星有密度较高的大气层、通过内核自转产生的磁场、更温暖的气候和由液态水形成的大片海洋，因此这颗行星上很可能曾经存在某种形式的生命。
但是随着环境的变化，出现了两种不同的进化过程 ：火星失去了它的地质动力，也失去了绝大部分的水和大气，如今表面是一片贫瘠的红色荒漠，像个濒死的老妇；而地球依然郁郁葱葱，生机勃勃，像个妙龄少女，相同的出生，截然不同的命运，可嗟可叹！
火星和地球的地质历史时期对照￨图源：改自参考资料[1]
火星为什么失去了大气层和水？
科学家们现在已经确信，火星曾经像地球一样非常温暖潮湿，有着很厚的大气层。
那么究竟是什么原因，火星变成了我们今天所认识的极为干燥、寒冷的星球？
2013年11月，美国NASA发射了火星大气与挥发物演化任务（MAVEN）探测器，它的使命是调查火星大气失踪之谜，并寻找火星上早期拥有的水及大气消失的原因。
MAVEN火星探测结果显示，关于火星大气层稀薄有两大原因：
#p#分页标题#e#火星磁场薄弱：地球具有内禀磁场，太阳风与地球磁层相互作用形成磁层顶，可阻止太阳风和宇宙辐射射线的进入，防止地球大气的逃逸，充当了地球的保护伞。
但火星的磁场很弱，约为地球磁场强度的万分之一，太阳风可以直接抵达火星，袭击火星的大气层， 卷走火星大气。
火星引力太小：引力大小影响分子的逃逸速度，火星质量小，其逃逸速度只有约5 km/s，无法有效束缚住大气。
同时太阳风的带电粒子撞击大气层中的分子，让分子具有更高的速度，使大量气体逃逸出火星大气层。
因此，缺少全球性偶极磁场保护的火星，在强烈的太阳风和辐射下，它的大气逐渐被剥夺。
同理，如果地球内部变冷，磁场变弱，可能也会重蹈火星覆辙。
火星探路者号在着陆点拍摄的火星景象￨图源：NASA
纵观人类60年来的火星探测史，不管是20世纪90年代以前的海盗号，还是10年前全副武装的好奇号，都没有给出火星生命的明确结论，反而留下诸多谜团。
从火星探测结果到火星陨石研究，人类一次又一次地发现希望，然后一次又一次地用科学去质疑。
关于火星生命，我们需要坚不可摧的证据，我们需要十分的谨慎和足够的耐心，因为这关乎我们对于生命起源的追问。
我国的天问一号将利用矿物光谱仪和次表层雷达，探索火星表面的土壤和地质环境、火星地下水冰和浅表层结构，这将帮助我们进一步了解火星是否存在过适宜生命的环境，是否具备让人类长期探测，甚至建立火星基地的条件，抑或将火星改造成人类的第二个栖息地。
我们为什么那么钟情火星？因为火星的命运对于人类的未来有着重要的启示。
同时我们也应该明白，保护地球是亘古不变的主题。
参考资料：
[1] Mars，National Geographic, 2018.
[2] 宇宙全书：国家地理新视觉指南，江苏凤凰科学技术出版社，2020年。
中国科学院紫金山天文台
地球连续35年收到神奇规律性信号？莫非真有外星人？
不过今日的一项研究成果登上了热搜，或暗示着可能存在地外生命的可能性。
7月19日，一篇题为《三十年的长周期无线电瞬变活动》的研究文章在《自然》杂志上刊发。
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
目前，多国科学家纷纷开始观测这一神奇源头，试图努力解决围绕这个天体的神奇，它究竟是脉冲星、磁星，还是外星生命试图联系地球上的人类？未知外宇宙物体35年来不断发出神奇电波图源红星新闻在长达数月的时间里，国际射电天文学研究中心ICRAR的科学家们每三个晚上就会使用位于澳大利亚的默奇森广域阵列射电望远镜扫描一次银河系。
很快，他们就有了令人振奋的发现：“几乎在我们刚开始观察的时候，就在天空发现了一个新的光源，每22分钟重复一次。
”通过对长达35年的观测数据进行计算，研究人员得到了精确的脉冲时间，“源头就像时钟一样，每1318.1957秒产生一次，误差为十分之一毫秒。
”然而，这一信号波与此前在地球上看到的都不同，也不符合目前存在的任何理论。
脉冲星发出的无线电信号图源红星新闻研究人员刚开始怀疑这是一颗脉冲星。
但如果它是一颗脉冲星，那么其运行方式似乎并不符合现有的科学理论定义。
如果引力波强到足以在地球上被探测到，那么这个代号为GPMJ1839-10的天体的旋转速度一定非常快。
然而，“目标看起来很像脉冲星，但旋转速度要慢上1000倍。
”与预期相悖。
该研究一经发布就引起了人们的广泛关注，还登上了微博等平台的热搜。
不少网友表示，这或许是其它地外文明发往地球的信号。
虽然目前还没有证据能够证明，但是在茫茫宇宙中，有巨大概率存在与人类相似的其他生物和文明。
外星人的联络请求？地球连续35年收到神奇规律性信号，到底是什么
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
然而，研究人员并不知道这些神奇信号的源头是什么，因为其电波的性质并不符合世界上任何已知的理论和模型。
而目前我们所观测到的这种脉冲信号，统称为：快速射电暴。
快速射电暴从1987年开始，地球上的一些射电望远镜就开始探测到一些来自遥远宇宙的短暂而强烈的无线电波脉冲，这些脉冲被称为快速射电暴Fast Radio Bursts，FRB。
快速射电暴持续时间极短，通常只有几毫秒，但能够释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。
快速射电暴的起源和物理机制目前还不清楚，有多种可能的理论模型来解释它们，如中子星合并、磁星爆发、超新星遗迹、黑洞碰撞等。
快速射电暴有两种类型：单次爆发和重复爆发。
单次爆发只出现一次，而重复爆发则在同一位置多次出现。
目前已经探测到的快速射电暴中，大部分是单次爆发，只有不到10例是重复爆发。
重复爆发的快速射电暴中，有一例特别引人注目，这个射电源被命名为GPM J1839−10，它位于距离地球约1.5万光年的银河系内。
GPM J1839−10的脉冲周期为1320秒22分钟，期间有一个400秒的窗口，爆发会持续30到300秒。
GPM J1839−10的脉冲亮度约为0.1焦耳/赫兹，相当于太阳在射电波段的亮度。
GPM J1839−10的脉冲信号最早可上溯到1988年，至今已经持续了30多年，是目前已知最长寿命的射电瞬变源。
三十年的长周期无线电瞬变活动与快速射电暴有什么关系？高能物理现象相似之处在于，它们都是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，来自河外或宇宙学起源。
快速射电暴是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，仅维持数毫秒的爆发。
快速射电暴的特征主要包括以下几个方面：持续时间：快速射电暴的持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间，最短的只有0.3毫秒，最长的也不超过30毫秒。
色散量：快速射电暴的色散量是指不同频率的无线电波到达地球的时间延迟，它反映了无线电波在传播过程中经过了多少自由电子。
快速射电暴的色散量通常在几百到几千之间，远远超过银河系星际介质的贡献，表明它们是河外或宇宙学起源。
亮度：快速射电暴的亮度是指其在某一频率下的辐射强度，它反映了其释放能量的大小。
快速射电暴的亮度通常在几百到几千之间，是目前已知最亮的射电天体现象之一。
偏振：快速射电暴的偏振是指其无线电波振动方向的规律性，它反映了其辐射机制和传播环境。
快速射电暴的偏振可以分为线偏振和圆偏振，其中线偏振表明无线电波振动方向固定或变化缓慢，圆偏振表明无线电波振动方向以螺旋形变化。
快速射电暴中有些具有较高的线偏振或圆偏振，有些则没有明显的偏振。
频谱：快速射电暴的频谱是指其在不同频率下的辐射强度分布，它反映了其辐射范围和特征。
快速射电暴的频谱可以分为平滑和结构化两种，其中平滑表明其辐射强度随频率变化平缓或无规律，结构化表明其辐射强度随频率变化出现峰谷或周期性。
快速射电暴中有些具有平滑或结构化的频谱，有些则没有明确的频谱形状。
单次爆发和重复爆发单次爆发：单次爆发是指只出现一次，没有重复观测到的快速射电暴。
单次爆发占据了大多数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由一次性或不可逆转的事件产生，如中子星合并、黑洞碰撞等。
单次爆发通常具有较低的色散量、较高的亮度、较弱或无偏振、较平滑或无规律的频谱等特征。
重复爆发：重复爆发是指在同一位置多次出现，有重复观测到的快速射电暴。
重复爆发占据了少数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由可重复或可逆转的事件产生，如磁星爆发、脉冲星风暴等。
重复爆发通常具有较高的色散量、较低的亮度、较强或有规律的偏振、较结构化或有周期性的频谱等特征。
外星人的信号？从科学的角度来看，规律性射电暴更可能是由自然的物理过程产生，而不是由智能生命设计 。
一方面，规律性射电暴的周期性并不完全稳定，而是存在一定的变化和不确定性 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更精确和固定的时间模式。
另一方面，规律性射电暴的频谱和偏振也并不完全平滑和规则，而是存在一定的结构和变化 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更简单和明确的信息编码方式。
此外，规律性射电暴所在的位置和环境也并不适合智能生命存在和发展 。
FRB 121102位于一个矮星系内，该星系可能经历了近期的太阳形成活动和超新星爆发 。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团 。
这些环境都具有极端的温度、密度、磁场和辐射，对智能生命的生存和通信都不利。
本文总结因此，规律性射电暴更可能是由某种天体物理机制产生，而不是由外星人发送的信号。
一种可能的解释是，规律性射电暴源体是一种高速自转的高磁场中子星，即磁星 。
磁星会不定期地发生强烈的磁场重构，导致其表面和外层发生剧烈的震动和裂变，从而产生快速射电暴 。
磁星的自转周期和轨道周期可能会影响其磁场重构的频率和强度，从而导致其快速射电暴呈现出一定的周期性 。
虽然GPM J1839−10可能不是外星人发送的信号，但是毫无疑问的是，宇宙的浩瀚，存在着无数的文明和星球，只不过目前人类还没有发现为止，我们更加研发更加先进的技术，去寻找外星文明，而不是让他们发现地球的存在。
#所见所得，都很科学##地球连续35年收到神奇规律性信号#
