在一项新研究中，来自宾夕法尼亚州立大学和美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室的一组天文学家，分析了人类向深空发送的信号，在何时何地最容易被太阳系外的外星观察者探测到，并表明他们所发现的模式，可用于指导我们自己对外星智慧生命的搜索（SETI）。
“人类主要是与我们发送去研究火星等其他行星的航天器和探测器进行通信，”宾夕法尼亚州立大学研究生范品辰说，“但像火星这样的行星并不会完全阻挡整个传输信号，所以沿着这些行星间通信路径定位的遥远航天器或行星，有可能探测到溢出信号；当从它们的视角看，地球和另一个太阳系行星对齐时，就会发生这种情况。”
“这表明，我们在搜索外星通信信号时，应该寻找太阳系外行星的对齐情况。”“SETI研究人员经常在宇宙中寻找过去或现在的技术迹象，即所谓的技术特征，作为智慧生命存在的证据。”“考虑我们最常见信号的方向和频率，有助于了解我们应该往何处寻找，以提高探测到外星技术特征的几率。”
在这项研究中，研究人员分析了NASA深空网络（DSN）的记录。DSN是一个地面设施系统，可实现与太空中人造物体的双向无线电通信，充当向航天器发送指令并接收其传回信息的中继站。他们仔细地将DSN记录与航天器位置信息进行匹配，以确定来自地球的无线电通信的时间和方向。
尽管有几个国家拥有自己的深空网络，但研究人员表示，由NASA运营的DSN应该可以代表来自地球的通信类型，部分原因是NASA迄今为止领导了大多数深空任务。“DSN为地球与其行星际任务之间提供了关键联系，比如NASA的‘新视野号’航天器，它现在正离开太阳系，还有NASA/ESA/CSA的詹姆斯·韦伯太空望远镜，”NASA喷气推进实验室的天文学家约瑟夫·拉齐奥博士说。“它向太空发送了一些人类最强且持续时间最长的无线电信号，其公开的传输记录使我们的团队能够确定过去20年这些传输的时间和空间模式。”
在这项研究中，科学家们专注于向深空的传输，包括向太空望远镜以及行星际航天器的传输，而不是针对近地轨道上的航天器或卫星的传输，因为后者功率相对较低，从远处很难探测到。他们发现，深空无线电信号主要是发往火星附近的航天器。其他常见的传输方向是其他行星，以及位于日地拉格朗日点的望远镜——在这些空间点上，太阳和地球的引力使望远镜相对于地球保持在一个相对固定的位置。
“根据过去20年的数据，我们发现，如果外星智慧生命处于一个能够观察到地球和火星对齐的位置，那么他们有77%的几率处于我们其中一次传输的路径上——这比在随机时间处于随机位置的可能性大几个数量级，”范说。“如果他们能观察到与太阳系另一颗行星的对齐，那么他们有12%的几率处于我们传输的路径上。”“然而，当没有观察到行星对齐时，这些几率就微乎其微了。”
据该团队称，为了改进我们自己对技术特征的搜索，人类应该寻找系外行星的对齐情况，或者至少是系外行星与其主恒星对齐的情况。天文学家经常在系外行星与其主恒星对齐时研究它们。事实上，目前已知的大多数系外行星，都是通过观察当行星从地球视线中穿过其主恒星前方，即凌星时，恒..
“然而，由于我们只是在过去一二十年才开始大量探测到系外行星，我们并不了解许多有两颗或更多凌星系外行星的系统，”范说。“随着NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜即将发射，我们预计将探测到十万颗以前未被发现的系外行星，所以我们潜在的搜索范围应该会大大增加。”
因为我们的太阳系相当扁平，大多数行星在同一平面上运行，所以DSN的大多数传输都发生在地球轨道平面5度以内。如果太阳系是一个餐盘，所有行星和天体都在这个餐盘上，那么人类的传输倾向于沿着餐盘表面，而不是以很大的角度射向太空。
作者们还计算出，使用我们这样的望远镜，平均一次DSN传输在大约23光年外就能被探测到。“将努力集中在距离23光年以内，特别是其平面边缘朝向地球的恒星系统上，可能会改进我们对外星智慧生命的搜索，”他们说。
该团队现在计划确定这些系统，并量化它们接收来自地球信号的频率。“人类在太空探索之旅中还处于相当早期的阶段，随着我们进一步深入太阳系，我们向其他行星的传输只会增加，”宾夕法尼亚州立大学教授杰森·赖特说。“以我们自己的深空通信为基线，我们量化了未来对外星智慧生命的搜索，如何通过关注特定方向和行星对齐的系统而得到改进。”
该团队的论文今天在线发表在《天体物理学杂志通讯》上。