图片来源：OpenSpace/American Museum of Natural History无论是为了寻找外星文明，还是搜索可能的星际殖民地，我们一直都在探测系外行星。但如果将视角倒转过来，茫茫宇宙中，又有哪些地方能发现我们小小地球上的人类文明呢？
撰文|王昱
审校|吴非
根据太阳系外行星百科全书（The Extrasolar Planets Encyclopaedia）的统计，截至今天，人类已经发现了4776颗系外行星。在未来，人类还将发现更多系外行星。不过却很少有人估计，无垠宇宙中，在哪些地方可以看到我们的小小地球，发现萌芽中的人类文明。
上周，丽莎·卡尔特内格（Lisa Kaltenegger）和杰奎琳·法赫蒂（Jacqueline K Faherty）在《自然》杂志上发表论文，她们利用盖亚天文卫星（Gaia Astrometry Satellite）的数据，发现从5000年前到5000年后，在326光年（相当于100秒差距）的范围内，有2034枚天体所在的位置能通过凌星法发现地球。
凌星法
如果存在地外文明，我们通常估计他们的技术水平至少和我们平齐。那么，他们用凌星法来寻找地球也是预料之内的事。
上世纪90年代至今发现的系外行星数量统计（数据来源：The Extrasolar Planets Encyclopaedia）如果系外行星绕转恒星的平面侧对我们，那么当系外行星转到恒星面前时，就会挡住一部分星光，造成亮度下降，从而我们就能发现那颗系外行星。1999年，天文学家杰弗里·马西（Geoffrey Marcy）首次用这种方法发现了系外行星HD 209458 b。随后的20多年中，凌星法成为了人类寻找系外行星的主要手段，人类目前确认的4776颗系外行星中，有3426颗是通过凌星法发现的。
凌星法示意图。在行星转到恒星前时，会挡住星光，使我们监测到的亮度变暗。（图片来源：Wikipedia）用凌星法寻找系外行星存在一个显著的优势：当行星遮挡恒星时，恒星发出的光会穿透行星大气层，从而对恒星光谱产生一定改变，我们由此能分析行星大气所含的元素种类。如果考虑到这一点，其他文明可能在超过20亿年前的"大氧化事件"发生时，就能发现地球大气中突然出现了大量不稳定的氧气，从而推断出地球上有生命在进行光合作用。当然，这仅仅是能确定地球上存在生命而已。如果想发现地球上的人类文明，还是要在最近的1万年间观测到地球。
这种方法也存在一个巨大的限制，它要求系外行星的公转平面侧对我们，否则系外行星就不会遮挡它的宿主恒星。反过来，如果想让其他星能看到地球，那么这些星就必须处在黄道平面（地球绕太阳公转的平面）附近。而这个区域在星空中的投影，就被称为地球凌日区（Earth transit zone，ETZ），大约只有0.5°宽。只有在地球凌日区内，才有机会能用凌星法发现地球。
凌星法示意图，只有在𝜑ETZ范围内才能用凌星法看到地球，𝜑ETZ约为0.5° （图片来源：Astrobiology 2016 16：4， 259-270）在哪里能看到地球？
虽然在人一生的时间尺度内，星空似乎都是一成不变的，但如果将时间拉长，夜空中的天体都是在不断运动的。论文公布的2034枚天体中，有1402枚正处在地球凌日区内，有313枚天体已经离开了地球凌日区，而剩余的319枚将会在未来5000年内进入地球凌日区。
白色区域为地球凌日区在星空中的范围，右图为左图框的局部放大（图片来源：Astrobiology 2016 16：4， 259-270）这些天体的种类非常丰富，其中有109颗白矮星、8颗褐矮星和有1917颗恒星，其中有194颗是类似于太阳的G型恒星。现在处在地球凌日区的1402枚天体中，有128颗G型恒星。现在，科学家已经开始对这1402枚天体附近可能存在的地外文明展开针对性搜索。
在这些天体中，有17颗已经被探明的系外行星分布在7颗恒星周围。其中最引人注目的是Trappist-1，它距离地球40.66光年，拥有7颗地球大小的行星，其中四颗都处在宜居带中。1642年后，Trappist-1系统将进入地球凌日区，如果那里存在文明，那时他们就能用凌日法发现地球。
不过，如果考虑到人类在100年前就开始向宇宙中发射电磁波，那么Trappist-1所处的位置早已被人类发射的电磁波淹没了。人类向宇宙中发射的电磁波在宇宙中形成了一个半径100光年的球面，在其中有75颗恒星能用凌星法发现地球。
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图片来源：OpenSpace/AmericanMuseumofNaturalHistory 无论是为了寻找外星文明，还是搜索可能的星际殖民地，我们一直都在探测系外行星。但如果将视角倒转过来，茫茫宇宙中，又有哪些地方能发现我们小小地球上的人类文明呢？ 撰文|王昱 审校|吴非 根据太阳系外行星百科全书（TheExtrasolarPlanetsEncyclopaedia）的统计，截至今天，人类已
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