星际通信。X. 光学 SETI 的色选

近来有人从激光工程角度论证光学 SETI 只有少数几个魔法颜色。主要是 Nd:YAG 谱线 1064 nm 及其二次谐波 532.1 nm。次优选择是 Nd:YAG 与 Nd:YLF 激光谱线的和频及/或二次谐波产生、393.8 nm（近 Fraunhofer CaK）、656.5 nm（H$\alpha$）和 589.1 nm（NaD2）。本文中，我们考察了这些激光谱线的星际消光、大气透射与闪烁以及噪声条件。对于强信号，我们发现光学波长在距离 $d\lesssim\,$kpc 时最优。在大多数条件下直至 $d\lesssim3\,$kpc，Nd:YAG 在 $\lambda=1{,}064\,$nm 处是同样好的选择，差距在两倍以内。对于较弱的发射源，当相对于混合宿主恒星的信噪比相关时，最优波长取决于背景源，例如恒星类型。Fraunhofer 谱线虽提供更低的恒星背景噪声，但在大多数用例中无关紧要，因为它们被其他因素压倒。激光推进太空飞行概念，如“突破摄星”(Breakthrough Starshot)，将产生比以往为 OSETI 假设过的更亮更窄的波束。此类波束发射器在 kpc 距离外将作为肉眼可见恒星出现。如果激光物理已经成熟并收敛于最高效技术，给定情景下的激光谱线选择（例如强信号用 Nd:YAG）可用窄带滤光片观测以显著降低背景噪声，从而允许在快速巡天中进行大视场观测。