外星文明是否利用蜘蛛脈衝星驅動恆星穿越銀河？

隨著文明的進步，遷徙至銀河系的其他區域可能成為必要之舉。一些研究者推測，外星文明或許能將恆星作為巨大的引擎來實現這一目標。最新的研究探討了雙星系統，特別是蜘蛛脈衝星，作為潛在推進系統的可能性。透過精確操控這些系統，高度先進的外星物種或許能利用其能量在星際間穿梭。

每顆恆星都有其生命週期，隨著時間推移，其宜居帶——適合生命存在的區域——會逐漸偏移，最終變得不適合居住。如果宇宙中存在長壽的科技文明，星際遷徙終將成為不可避免的需求。那麼，外星智慧生命（ETIs）是否可能利用恆星本身作為引擎來實現這種遷徙？

所謂的恆星引擎，廣義上是指利用恆星能量來進行工作的裝置。簡單的類比就像是太陽能板，將太陽的輻射轉化為人類所需的電力。然而，恆星引擎的規模要大得多，理論上可以產生推力來移動恆星本身。能夠實現這種技術的文明，將被歸類為卡爾達肖夫等級中的第二型文明——這是一種基於能量消耗來衡量文明科技水平的框架。

雖然這一概念聽起來有些天馬行空，但它引發了許多有趣的猜想。如果外星智慧生命能夠存活足夠長的時間並掌握此類技術，他們或許能夠實現恆星推進。恆星引擎的概念最早源自科幻作家奧拉夫·斯塔普爾頓，他設想先進文明能夠操控恆星。隨後，天文學家弗裡茨·茲威基進一步擴充套件了這一想法，推測使用先進技術將恆星轉化為太空船。1988年，物理學家列昂尼德·什卡多夫提出了第一個詳細的恆星引擎模型，稱為什卡多夫推進器。這些曾經僅存於科幻中的概念，如今仍在激發科學探索。

在最新研究中，來自比利時布魯塞爾自由大學的克萊門特·維達爾探討了先進文明如何利用雙星系統作為恆星引擎。他的論文題為《蜘蛛恆星引擎：一種完全可操控的外星設計？》。維達爾寫道：「由於銀河系中約有一半的恆星處於雙星系統中，生命也可能在這些系統中發展，因此我們引入了一種雙星引擎模型，並將其應用於候選系統——蜘蛛脈衝星。」蜘蛛脈衝星是由一顆毫秒脈衝星和一顆被脈衝星風強烈輻射的低質量伴星組成的雙星系統。

維達爾的研究重點在於恆星引擎的技術特徵。過去的研究將超高速恆星視為潛在的恆星引擎技術特徵，因為它們易於觀測。其他研究者也提出了其他恆星引擎的概念，但維達爾認為這些概念與可觀測的技術特徵關聯性較弱。維達爾的主要目標是確定雙星引擎可能發出的技術特徵型別，並探討加速、減速、轉向以及引力輔助或捕獲等操作可能產生的訊號。

脈衝星是某些大質量恆星生命終結後的殘骸。當這些恆星坍縮形成中子星並快速旋轉時，它們會從兩極發射出輻射束。如果這些輻射束對準地球，我們就能觀測到能量的脈衝。這些脈衝具有極高的精確性，天文學家利用它們來測量宇宙距離。蜘蛛脈衝星則是一種擁有伴星的脈衝星，其伴星通常是紅矮星、棕矮星，甚至是行星質量的天體。它們被稱為蜘蛛脈衝星，因為脈衝星彷彿編織了一張強大的輻射網，逐漸剝離伴星的質量，最終將其摧毀。

維達爾的論文將脈衝星描述為約1.8倍太陽質量的有效載荷，而其低質量伴星則作為推進劑，質量介於0.01至0.7倍太陽質量之間。本質上，這個引力束縛的雙星系統就是載具，而較小的伴星則是推進劑。蜘蛛脈衝星透過將推進劑排出引力系統來產生推力，而推進劑正是從伴星剝離的物質。

雙星系統圍繞共同的重心執行。這種雙星引擎（BSE）的核心理念是，當它們執行時，脈衝星的輻射會擊中伴星或推進劑星。雙星距離越近，產生的推力越大。假設第二型文明能夠透過調節輻射時間並用X射線或伽馬射線加熱推進劑星的外層來控制推力。要減速時，雙星引擎可以在行進的相反方向產生主動推力，或者利用脈衝星部署的被動磁帆將動量轉移到星際介質中。

維達爾解釋道：「雙星引擎透過在不同軌道階段選擇性地蒸發伴星來進行轉向。要選擇方向，只需在特定軌道階段每軌道蒸發一次伴星，以在一個方向上產生一致的推力。」這些操作和操控會發出技術特徵。天文學家是否在銀河系中觀測到任何候選的雙星引擎？有可能。

維達爾寫道：「我們的銀河系是否可能擁有一種我們提出的完全可操控的雙星引擎？在『食星者假說』的背景下，這是一個合理的假設。」食星者是一種假設的文明型別，由維達爾首次提出，他們擁有透過吸積消耗母星能量的技術，並利用這些能量維持自身存在。維達爾寫道，與其消耗能量，他們可能會利用它遷徙到銀河系中更有利的位置。

食星者文明大部分時間會透過吸積消耗母星的能量。然而，能量並非永恆，與其將母星消耗殆盡並滅亡，食星者文明會利用其低質量伴星作為燃料，不是透過吸積，而是透過蒸發來產生推力，並向附近的恆星遷徙。這正是蜘蛛脈衝星的特性——它們不是吸積物質，而是蒸發其推進劑伴星。

蜘蛛脈衝星分為兩種型別：黑寡婦和紅黑。區別在於伴星的質量。在黑寡婦（BW）系統中，伴星質量小於0.1倍太陽質量；而在紅黑系統中，伴星質量介於0.1至0.7倍太陽質量之間。蜘蛛脈衝星與其他脈衝星雙星系統的不同之處在於它們蒸發伴星而非吸積它們。當脈衝星吸積過多物質時，可能會形成黑洞，但蜘蛛脈衝星不會面臨同樣的命運。維達爾將這些系統稱為蜘蛛恆星引擎（SSE），而非雙星引擎（BSE）。

先前的研究者已經研究了原始的黑寡婦系統，維達爾寫道：「該系統的三維運動似乎幾乎與毫秒脈衝星的自轉軸對齊。這與蜘蛛恆星引擎的解釋相符，因為這種完美的對齊是產生最大推力的必要條件。」食星者文明會有明確的目的地，維達爾表示，他已經為原始的黑寡婦脈衝星找到了一個潛在的目的地，並指出該脈衝星將在大約420年後到達這顆目標恆星，同時也承認這一判斷存在不確定性。

原始的黑寡婦脈衝星PSR J1959+2048也會自我調節，這可能被解釋為轉向。然而，它也顯示出其他特徵和調節，這讓人對「轉向」的解釋產生疑問。最終，維達爾的蜘蛛恆星引擎可能比其他提出的恆星引擎具有更短的工作週期，限制了其用途。然而，它在轉向方面具有優勢。維達爾寫道，將其應用於更小的規模，它或許也能為先進推進解決方案或行星防禦（如偏轉小行星）提供靈感。

這一想法對某些人來說或許顯得荒謬，但這並不重要。歷史上有許多想法在最初被認為荒謬，直到它們被證明為真。維達爾並未聲稱我們已經觀測到恆星引擎的技術特徵，而是認為值得進一步探索這一想法。他將這些候選系統及其訊號的預測視為線索，並作為進一步研究的起點。

維達爾總結道：「蜘蛛脈衝星提供了可觀測的恆星引擎技術特徵候選，並擁有數十年的資料，以及發現、建模和監測這些令人驚嘆系統的積極研究。」

本文改編自最初發表於《今日宇宙》的文章。