Kiedy dzwoni ET, czy możemy być pewni, że nie oszukujemy? Przegląd Eurazji

Naukowcy stworzyli nową technikę znajdowania i badania możliwych sygnałów radiowych z innych cywilizacji w naszej galaktyce – duży postęp w poszukiwaniu pozaziemskiej inteligencji (SETI), który znacznie zwiększy pewność co do przyszłego wykrycia życia pozaziemskiego.

Większość dzisiejszych poszukiwań SETI jest prowadzona przez naziemne radioteleskopy, co oznacza, że ​​wszelkie zakłócenia radiowe naziemne lub satelitarne – od satelitów Starlink po telefony komórkowe, mikrofale, a nawet silniki samochodowe – mogą spowodować błysk, który naśladuje techniczną sygnaturę obcej cywilizacji. nasz układ Słoneczny. Takie fałszywe alarmy rozbudzały, a potem rozwiewały nadzieje, odkąd w 1960 roku rozpoczął się specjalny program SETI.

Naukowcy badają obecnie te sygnały, kierując teleskop w inne miejsce na niebie, a następnie kilkakrotnie wracając do miejsca, w którym sygnał został pierwotnie wykryty, aby potwierdzić, że nie był to jednorazowy przypadek. Do tego czasu sygnał może pochodzić z czegoś obcego wyprodukowanego na Ziemi.

Nowa technika, opracowana przez naukowców z projektu Breakthrough Listen na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, weryfikuje dowody na to, że sygnał rzeczywiście przeszedł przez przestrzeń międzygwiezdną, eliminując możliwość, że sygnał był tylko interferencją radiową z Ziemi.

Breakthrough Listen, najbardziej wszechstronna wyszukiwarka SETI na świecie, monitoruje północne i południowe niebo za pomocą radioteleskopów w poszukiwaniu sygnatur technicznych. Celuje również w tysiące pojedynczych gwiazd w płaszczyźnie Drogi Mlecznej, w prawdopodobnym kierunku, w którym cywilizacja wyśle ​​sygnał, ze szczególnym uwzględnieniem centrum galaktyki.

„Myślę, że to jeden z największych postępów w radiu SETI od dłuższego czasu” — powiedział Andrew Simeon, główny badacz w Breakthrough Listen i dyrektor Centrum Badawczego SETI w Berkeley (BSRC), które prowadzi najdłużej działający program SETI na świecie. „Po raz pierwszy mamy technologię, która, gdybyśmy mieli tylko jeden sygnał, mogłaby potencjalnie pozwolić nam zasadniczo odróżnić go od zakłóceń RF. To całkiem fajne, ponieważ jeśli pomyślisz o czymś takim jak sygnał Wow!, to często jednorazowa”.

Simeon miał na myśli słynny wąskopasmowy 72-sekundowy sygnał zaobserwowany w 1977 roku przez radioteleskop w Ohio. Astronom, który wykrył sygnał, który nie wydawał się być spowodowany normalnymi procesami astrofizycznymi, napisał: „Wow!” Na wydruku danych czerwonym atramentem. Od tego czasu sygnał nie został zauważony.

„Może być tak, że pierwsze wykrycie ET może być jednorazowe, kiedy widzimy tylko jeden sygnał” – powiedział Siemion. A jeśli sygnał się nie powtarza, niewiele możemy o tym powiedzieć. Oczywiście najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem tego są zakłócenia RF, podobnie jak najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem sygnału Wow!. Posiadanie tej nowej technologii i sprzętu zdolnego do rejestrowanie danych z wystarczającą precyzją, aby można było zobaczyć wpływ ośrodka międzygwiazdowego, czyli ISM, jest bardzo potężne”.

Ta technika jest opisana w artykule, który ukazał się dzisiaj w Dziennik astrofizyczny Napisane przez Briana Brzekiego, absolwenta UC Berkeley; Siemion. promotor Brzyckiego, Imke de Pater, emerytowany profesor astronomii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley; i współpracownikami z Cornell University i SETI Institute w Mountain View w Kalifornii.

Simeon zauważył, że w przyszłości Breakthrough Listen będzie wykorzystywać tzw. . .

Dyskryminacja sygnału z ET

Od ponad 60 lat naukowcy SETI skanują niebo w poszukiwaniu sygnałów, które wydają się inne niż emisje radiowe typowe dla gwiazd i katastrof, takich jak supernowe. Jedną z głównych różnic jest to, że naturalne kosmiczne źródła fal radiowych wytwarzają szeroki zakres długości fal — czyli szerokopasmowe fale radiowe — podczas gdy cywilizacje techniczne, takie jak nasza, wytwarzają sygnały radiowe wąskopasmowe. Pomyśl o radiu stacjonarnym w porównaniu z dostrojoną stacją FM.

Ze względu na ogromne tło wąskopasmowych rozbłysków radiowych pochodzących z działalności człowieka na Ziemi znalezienie sygnału z kosmosu jest jak szukanie igły w stogu siana. Jak dotąd nie potwierdzono żadnych wąskopasmowych sygnałów radiowych spoza Układu Słonecznego, chociaż Breakthrough Listen znalazło jednego interesującego kandydata — nazywa się BLC1 — w 2020 r. Późniejsza analiza wykazała, że ​​prawie na pewno było to spowodowane zakłóceniami radiowymi, powiedział Siemion. .

Simeon i jego współpracownicy zdali sobie jednak sprawę, że rzeczywiste sygnały z cywilizacji pozaziemskich muszą wykazywać cechy wynikające z przejścia przez ISM, które mogłyby pomóc w rozróżnieniu między ziemskimi i kosmicznymi sygnałami radiowymi. Dzięki wcześniejszym badaniom opisującym, jak zimna plazma w ośrodku międzygwiazdowym, głównie wolne elektrony, wpływa na sygnały ze źródeł radiowych, takich jak pulsary, astronomowie mają teraz całkiem niezłe pojęcie o tym, jak ISM wpływa na wąskopasmowe sygnały radiowe. Sygnały te mają tendencję do zwiększania i zmniejszania amplitudy w czasie — to znaczy migotania. Dzieje się tak, ponieważ sygnały są lekko załamywane lub odchylane przez interweniującą zimną plazmę, więc kiedy fale radiowe ostatecznie docierają do Ziemi różnymi ścieżkami, fale są pozytywnie i negatywnie zakłócane.

Nasza atmosfera wytwarza podobny błysk lub stroboskop, który wpływa na kłujące światło optyczne gwiazdy. Planety, które nie są źródłami światła, nie mrugają.

Brzycki opracował algorytm komputerowy, dostępny jako skrypt Pythona, który analizuje migotanie sygnałów wąskopasmowych i wyprowadza te, które słabną i rozjaśniają się w okresach krótszych niż minuta, wskazując, że przeszły one przez ISM.

„Oznacza to, że możemy użyć odpowiednio dostrojonego rurociągu, aby jednoznacznie zidentyfikować sztuczne emisje z odległych źródeł w porównaniu z zakłóceniami naziemnymi” – powiedział De Pater. Co więcej, nawet jeśli nie użyjemy tej techniki do znalezienia sygnału, technika ta może w niektórych przypadkach potwierdzić sygnał pochodzący z odległego źródła, a nie lokalnie.Praca ta stanowi pierwszą nową metodę potwierdzania sygnału, która omija remonitorowanie przestrzenne filtr w historii radia SETI.”.

Brzycki prowadzi teraz obserwacje radiowe w Green Bank Telescope w Wirginii Zachodniej, aby pokazać, że ta technika może szybko wyskrobać ziemskie sygnały radiowe, a być może nawet wykryć scyntylację w sygnale wąskopasmowym – kandydata do sygnatury technologii.

„Być może uda nam się zidentyfikować ten efekt w indywidualnych obserwacjach i zobaczyć to tłumienie i jasność i faktycznie powiedzieć, że sygnał podlega temu efektowi” – powiedział. „To kolejne narzędzie, które teraz mamy”.

Ta technika byłaby użyteczna tylko w przypadku sygnałów pochodzących z odległości większej niż 10 000 lat świetlnych od Ziemi, ponieważ sygnał musiałby przejść przez wystarczającą ilość ISM, aby wywołać wykrywalny błysk. Wszystko, co pochodzi w pobliżu – na przykład sygnał BLC-1 wydaje się pochodzić z naszej najbliższej gwiazdy, Proxima Centauri – nie będzie wykazywać tego efektu.