微光计划捕捉到的独特同位素特征,如同一把突然获得的、能够筛选银河系千亿恒星的密钥。溯源-II项目立刻进入了前所未有的高强度运算阶段,其目标是从浩瀚的星海中,定位出可能孕育了信使的候选母恒星。
构建核合成指纹模型
林星河团队与五院核物理、天体物理领域的顶尖专家合作,首要任务是构建一个能够精确描述那种特殊同位素组合(尤其是钚-244与特定超铁元素的比例)产生条件的核合成指纹模型。
恒星熔炉的模拟:他们运行了最新版本的恒星演化与超新星爆发模拟程序,输入不同的初始恒星质量、金属丰度(重元素含量)、以及爆发参数,追踪其中快速中子捕获过程(r-process)和慢中子捕获过程(s-process)的详细路径,观察何种条件下能产生与信使表面特征匹配的核素比例。
合并事件的贡献:除了超新星,中子星合并被认为是宇宙中重元素(尤其是金、铀等)的主要来源。团队也模拟了不同质量中子星合并事件中的核合成过程,评估其产出谱是否可能包含目标指纹。
稀释与混合效应:超新星爆发或中子星合并产生的元素,会与星际介质混合,并在漫长的时间中被稀释。模型需要计算这种混合和稀释效应,确保最终在星际尘埃或天体表面沉积下来的比例,仍能保留原始事件的指纹特征。
经过数月的紧张计算和反复调试,模型最终锁定了几种最有可能产生目标同位素特征的宇宙事件窗口:主要集中于一颗质量约为太阳10-15倍、金属丰度略低于太阳的恒星,在其生命末期发生的特定类型的超新星爆发;或者一次特定质量比的中子星合并事件。
银河数据库的筛选与星谱的绘制
有了理论模型,下一步就是在庞大的银河系恒星数据库中进行筛选。他们动用了深空之眼积累的数据、以及全球各天文台共享的恒星光谱库,筛选条件极其苛刻:
1.年龄估算:目标恒星(或恒星遗迹)的年龄必须足够老,以确保其产生的元素有足够的时间通过超新星爆发等方式播撒到星际空间,并被可能存在的行星系统吸收,进而被信使的制造者利用。模型推测,信使的旅程可能长达数十万甚至数百万年。
2.空间位置与运动轨迹:结合银河系演化模型,反推在信使可能出发的年代(同样是极其粗略的估计),哪些星域的环境(如恒星密度、辐射背景)更有利于复杂生命和技术的出现。同时,计算候选恒星的自行速度与方向,看其是否与信使进入太阳系的大致轨迹方向存在某种遥远的关联。
3.化学丰度:这是最关键的一步。仔细分析候选恒星的光谱,寻找其大气中是否残留有与核合成指纹模型相匹配的、特定的重金属元素比例异常。这如同在犯罪现场寻找与凶器金属成分一致的嫌疑人。
这个过程如同用最细的筛子,过滤银河系的沙海。庞大的计算任务使得五院的超级计算机群全负荷运行了数月之久。
最终,超级计算机输出了一个经过重重筛选后,仍然包含数百个候选恒星的名单!这个数量依然庞大,但相比于千亿基数,已经是革命性的突破。
林星河团队将这数百颗恒星的坐标、物理参数、化学特征等信息,整合成一张特殊的星谱——一张标记着信使可能来源方向的、跨越数万光年的星际地图。
令人困惑的分布与新的谜团
然而,当这张星谱呈现在项目组和埃琳娜陈面前时,带来的不是答案,而是更深的困惑。
这数百颗候选恒星,并未集中在一个或几个特定的星域。它们广泛而稀疏地分布在银河系的多个旋臂上,从距离太阳系较近的猎户座臂段,到遥远的人马座臂和外臂,都有分布!
这种分布模式极不寻常。
可能性一(单一来源):信使确实只来自其中某一颗恒星,而其他候选星只是因为巧合,拥有相似的化学特征。但这无法解释为何其轨迹方向与如此分散的星域都难以完美吻合。
可能性二(多来源/同源文明):信使的制造者是一个跨越了巨大空间范围的文明,他们在银河系的多个星域都建立了基地,并使用相似的能源技术(导致相似的同位素泄露特征)。这个想法令人不寒而栗。
可能性三(技术扩散/模仿):这种特定的核能技术并非某个文明独有,而是已经在银河系某个历史时期或某个圈子里实现了某种程度的技术扩散,多个文明都在使用类似的技术。
可能性四(模型偏差):人类的核合成模型仍然不完善,遗漏了某些关键过程,导致筛选出的候选星范围过大或存在偏差。
战略抉择:下一步往哪里看?
面对这张令人困惑的星谱,埃琳娜陈和瞭望者委员会需要做出抉择:如何利用这份来之不易,却又模糊不清的线索?
全面监视?对数百颗候选星方向都进行重点监听和观测?这需要分散巨大的资源,且效率低下。
重点突破?选择其中几个距离最近、或化学特征最匹配、或位置最特殊的候选星进行深度调查?但这可能错过真正的源头。
经过激烈讨论,委员会最终采取了分层聚焦策略:
1.第一层(广泛扫描):利用现有的深空监听网络,对所有候选星方向进行低强度的、持续的电磁波、引力波和中微子背景扫描,寻找任何异常信号。
2.第二层(重点深挖):筛选出其中距离在1000光年以内、且化学特征与模型预测匹配度最高的前20颗候选星,动用深空之眼等顶级设备进行定期深度成像和光谱分析,寻找可能存在的行星系统、非自然信号或其他文明迹象。
3.第三层(技术溯源):继续深化核合成指纹模型,并加强对信使表面的其他可能痕迹(如微陨石撞击坑的元素成分)的分析,试图获得更多、更精确的约束条件,进一步缩小候选范围。
星谱如同一张指引了太多可能方向的地图,让探险者一时不知该迈向何方。
但它确凿无疑地证明了一件事:信使的背后,隐藏着一个至少其技术影响范围遍布银河系相当区域的、极其古老而强大的存在(或存在们)。
人类的追寻,从凝视一个点(信使),转向了审视一片广袤的星域。
星海之深邃,远超最初的想象。
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