[비즈한국] 安迪·威爾（Andy Weir）是因小說《火星救援》而聞名的作家。他的第三部長篇小說《挽救計劃》（Project Hail Mary）也將被改編成電影，預計不久後上映。該片由瑞安·高斯林（Ryan Gosling）主演，近期傳出拍攝工作已全部完成的訊息，引起了廣大粉絲的關注。
《挽救計劃》展現了極具創意的想象力。某一天，人類發現太陽正在失去光芒。這將改變地球的氣候，甚至導致人類滅絕。調查發現，其罪魁禍首是一種在宇宙空間中游蕩、以星光為食的宇宙微生物。這些微生物基於愛因斯坦的質能等價原理，透過吸收星光來轉化為自身能量。它們是名副其實的“恆星捕食者”。在作品中，這種虛構的宇宙微生物被命名為“阿斯托法奇”（Astrophage），由代表恆星的“Astro”和代表噬菌體的“phage”組合而成。
幸運的是（目前）現實中還沒有發生這種事。但是，如果我們將《挽救計劃》中展現的有趣想象力進一步延伸，或許就能發現以我們完全無法預料的獨特方式生存的外星文明！
在點綴夏日夜空的天鵝座附近，有一個非常小的星座——天箭座。由於在這個季節周圍有許多大型星座，天箭座顯得微不足道。然而，這裡隱藏著一顆非常驚人的恆星。它就是脈衝星 PSR B1957+20，它噴射出極其強大的能量噴流，並在X射線波段發出明亮的閃光。它是被稱為“黑寡婦脈衝星”的天體中最具代表性的例子。
這顆脈衝星於1988年首次被發現，距離地球約6500光年，位於天箭座方向。據推測，有一顆比木星大得多的系外行星正以約9小時一次的極短週期環繞其執行。這顆脈衝星以毫秒級的極短週期發射閃光，這是因為在新誕生的超高密度中子星旁邊，還有一顆距離極近的伴星。中子星和伴星的距離似乎僅相當於地月距離。甚至有可能這兩顆星實際上已經貼在一起，間距僅有數百公里。
根據規模，帶有伴星的脈衝星主要分為兩類。如果伴星質量極輕，不足太陽質量的5%，則稱為“黑寡婦脈衝星”。如果伴星重得多，達到太陽質量的10%到50%，則被歸類為更極端的“紅背脈衝星”。
在本次分析中，天文學家關注的“黑寡婦脈衝星”利用強大的引力，極其迅速地吞噬著鄰近伴星的物質。在此過程中，大量物質沿著脈衝星強大的磁場以接近光速的速度被釋放出來。脈衝星向四面八方噴射的強大能量流被稱為“脈衝星風”（Pulsar wind）。這可以看作是像太陽這類普通恆星釋放能量的“恆星風”的最極端版本。這種強大的脈衝星風會一點點吹散旁邊的伴星，也就是說，恆星正在蒸發。
當脈衝星釋放的強大風暴衝擊伴星時，會產生強烈的衝擊波。伴星表面瞬間產生極高溫度，從而觀測到高能量的強烈X射線。事實上，這種現象在銀河系最重的球狀星團——半人馬座ω星團中也已被發現。透過錢德拉X射線望遠鏡觀測，在半人馬座ω星團各處可以看到約20個在狹小區域內發出強光的X射線痕跡。據推測，其中大部分是黑寡婦脈衝星或紅背脈衝星。
脈衝星是宇宙中產生最強能量的最極端之地。如果存在比我們更高度發達的文明，並且為了維持文明而需要比人類多得多的能量，那麼這些脈衝星難道不能成為極好的能量來源嗎？
許多科幻作品中經常描述所謂的“戴森球”（Dyson sphere），即用巨大的結構物包裹中心恆星，以此獲取星光能量。這是從星光中獲取能量的方式。但我們也可以進行更極端的想象。不僅僅是接收星光，而是直接吃掉恆星本身，將恆星的質量完全轉化為能量。如果能像《挽救計劃》中虛構的宇宙微生物“阿斯托法奇”那樣，將恆星的質量全部轉化為能量，那將是一個超越卡爾達肖夫指數2級的驚人文明。這就是所謂的“恆星食者”（Stellivore）假說。
想象一下，有一個文明已經發展到能夠離開自己的行星，並在中心恆星周圍建造巨大結構物的水平。他們可能曾建造過戴森球。但如果在此基礎上繼續發展，文明消耗的能量將進一步增加。最終，他們必須找到創造更多能量的方案。或許，他們會選擇徹底消耗掉自己恆星的道路。不過，恆星的質量並不是無限的，恆星終究是會枯竭的有限資源。
那麼，在該文明的恆星完全消失之前，他們很可能會選擇遷移到另一顆恆星。先讓原本居住的恆星消失，然後遷移到新的恆星，直到那顆恆星消失，如此迴圈往復。這也可以看作是恆星版的“遊耕民族”。
脈衝星周圍的伴星不僅可以作為獲取能量的資源，還可以利用其作為飛向另一顆新恆星所需的動力源。由於脈衝星噴射的能量噴流，伴星物質被迅速吹走。這些物質擺脫恆星引力，迅速飛向宇宙空間。如果能駕馭這種被吹走的物質流，就能獲得在星系內飛往其他恆星所需的能量。這種嘗試在兩顆恆星被引力束縛並環繞彼此執行的“雙星系統”中是可能的。
目前，人類正致力於利用太陽光或安裝在地球上的巨型人造鐳射，將探測器的速度提高到亞光速的新探測技術。這個名為“突破攝星”（Starshot）的專案，計劃發射裝有巨大宇宙帆的探測器，前往距離太陽系最近的4.2光年外的比鄰星系。如果能利用強大脈衝星噴射的恆星風，宇宙帆或許能航行得更快。此外，脈衝星和伴星的週期是可以預測的。因此，如果能精確配合脈衝星向伴星注入能量的時機，就可以在獲得特定方向推進力的同時，引導飛船駛向目的地。
這真是電影般的想象力。如果脈衝星 PSR B1957+20 上真的生活著達到這種水平的外星文明，而且他們正準備拋棄故鄉，逃往第二顆恆星，我們是否能知道他們打算去哪裡呢？有趣的是，根據本次分析，黑寡婦脈衝星似乎正朝著某個特定目的地噴射能量。
天文學家利用正在繪製銀河系恆星最精細立體地圖的“蓋亞衛星”（Gaia）觀測資料，確認了這顆脈衝星噴射的能量流似乎瞄準了某顆特定的恆星。考慮到脈衝星噴射能量的效率以及到目標恆星的距離，經過420年的航行，便可抵達目的地。
當然，以上故事全部基於巨大的假設。這是一種可能性極低，即黑寡婦脈衝星上居住著高度發達文明的假設。比起科學假設，它更接近於科幻迷的期待。但只要能跨越那個巨大的壁壘，脈衝星所展現的多種特性和狀況，與“透過消耗恆星來維持文明”的恆星食者假說非常吻合，這一點十分有趣。
再做一個有趣的想象吧？為什麼偏偏在半人馬座ω星團中，發現了那麼多能引起強大脈衝星風的黑寡婦脈衝星？
該星團在直徑僅150光年的範圍內，密集分佈著多達一千萬顆恆星。也就是說，恆星間的距離非常近，平均距離僅為0.1光年。考慮到我們太陽系距離最近的恆星系也要超過4光年，這簡直近得多。也就是說，在這裡，離開原本居住的故鄉恆星，飛往隔壁的另一顆恆星，可能是一項容易得多的挑戰。這種差異可能作為有利的環境因素，促使了在多顆恆星間往來生存的超高文明的發展！我不禁產生一個大膽的聯想：在半人馬座ω星團中相對頻繁發現的黑寡婦脈衝星，是否揭示了在此共同生存的超高文明群體的存在？
由卡爾·薩根（Carl Sagan）同名小說改編的電影《超時空接觸》（Contact）中有一個令人印象深刻的場景。天文學家艾莉（Ellie）因無法破譯外星人發來的資訊而苦惱時，贊助人兼億萬富翁 S. R. 赫登（S. R. Hadden）留下了這樣一句臺詞：
“If you think like a Vegan(如果你能像織女星人那樣思考的話)。”
這句話意指只有擺脫地球人的思維定勢，像織女星人（外星人）那樣思考，才能找到正確的答案。或許，現在感覺像是荒謬的、過度的科幻想象的假說，反而正是最接近“織女星人思維”的假設。
在探索可能存在的外星文明的技術痕跡——“科技簽名”（Techno-signature）時，有一個我們需要思考的本質問題。文明越高度發達，消耗的能量就越多，在宇宙中留下的訊號和痕跡也越明顯。像地球文明這樣連起步都未穩、距離成為宇宙文明還差得遠的一方，所留下的痕跡實在微不足道。因此，越發達的文明被發現的機率就越高。這將在外星文明探索中起到非常關鍵的作用。
在不久的將來，如果我們的探測網正式捕獲到外星文明的訊號，他們極大機率是已經遠遠超越我們水平的卡爾達肖夫1級、2級或更高階的文明。他們將展現出比我們更強大、更高水平的技術能力。這樣的發現對人類而言，或許超越了驚歎，更會帶來恐懼。因為在太陽系之外，看起來全都是比我們領先得多的卓越文明。
而屈服於恐懼的人類，可能會停止探索，變得畏縮不前。可能會放棄踏足太陽系之外的嘗試，選擇將自己的存在深深隱藏，孤獨地走向滅亡。而在此過程中，我們甚至沒能意識到，在那些閃耀奪目的超高文明訊號背後，像我們這樣安靜生存、水平相近的文明其實隱藏得更多。
未來，當我們不斷髮現領先於我們的華麗文明時，究竟能否克服宇宙級的“相對剝奪感”？這種勇氣將成為決定人類能否躍升為真正宇宙文明、決定人類歷史命運的最重要因素。
參考
https://baas.aas.org/pub/2023n6i220p02/release/1
https://academic.oup.com/mnras/article/526/2/2736/7283175
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024arXiv241023420H/abstract
https://academic.oup.com/mnras/article/520/3/3847/6979819
https://chandra.cfa.harvard.edu/photo/2023/spiders/
作者池雄培（音譯）簡介：熱愛貓咪與宇宙。兒時在看過《銀河鐵道999》後，立下了向世人傳達宇宙之美的夢想。目前在延世大學銀河演化研究中心及近宇宙論研究室從事透過星系相互作用進行演化的研究，並開展講座、撰文等各種科學傳播活動。著有《曖昧天文臺》、《整天思考宇宙》、《星，光的科學》等書籍。