Есть ли жизнь за пределами Земли? Этот вопрос оказался одним из самых сложных для ответа в науке. Несмотря на кажущееся безграничным пространство Вселенной, которое подразумевает наличие потенциала для изобилия жизни, огромные расстояния между звездами делают поиск похожим на поиск иголки в космическом стоге сена.
Поиск внеземного разума (Seti) представляет собой раздел астрономии, посвященный обнаружению внеземной жизни путем поиска необычных сигналов, называемых техносигнатурами. Идентификация техносигнатуры не просто означала бы существование жизни, но конкретно указывала бы на присутствие разумной жизни, использующей передовые технологии.
Тем не менее, 60 лет поисков пока ни к чему не привели. Но теперь мои коллеги из Breakthrough Listen и я начали исследовать ранее неисследованный диапазон частот.
Seti предполагает, что внеземные цивилизации могут полагаться на технологии так же, как люди на Земле, например, использовать сотовые телефоны, спутники или радары.
Поскольку значительная часть таких технологий генерирует сигналы, которые заметно различимы на радиочастотах, сосредоточение внимания на этих длинах волн служит логической отправной точкой в поисках потенциального внеземного разума.
Предыдущие исследования техносигнатур включали только полосу радиочастот выше 600 МГц, оставляя более низкие частоты практически неисследованными. И это несмотря на тот факт, что повседневные службы связи, такие как управление воздушным движением, морское аварийное вещание и FM-радиостанции, излучают этот тип низкочастотного излучения на Земле.
Причина, по которой это не было исследовано, заключается в том, что телескопы, работающие на этих частотах, довольно новы. А низкочастотные радиоволны обладают меньшей энергией, что означает, что их может быть сложнее обнаружить.
В нашем заключительном обзоре мы впервые рискнули использовать эти частоты.
Low Frequency Array (Lofar) — самый чувствительный низкочастотный телескоп в мире, работающий в диапазоне 10-250 МГц. Он состоит из 52 радиотелескопов, еще больше в процессе строительства, расположенных по всей Европе. Эти телескопы могут достигать высокого разрешения при совместном использовании.
Radio telescope at Birr, Ireland. (Image credit: wikipedia, CC BY-SA)/Радиотелескоп в Бирре, Ирландия. (Изображение предоставлено Википедией, CC BY-SA)
Однако в нашем исследовании использовались только две из этих станций: одна расположена в Бирре, Ирландия, а другая в Онсале, Швеция. Мы обследовали 44 планеты, вращающиеся вокруг других звезд, отличных от нашего Солнца, которые были идентифицированы с помощью спутника Nasa Transiting Exoplanet Survey. В течение двух летних месяцев мы сканировали эти планеты на частоте от 110 до 190 МГц с помощью наших двух телескопов.
На первый взгляд, это не похоже на большое количество целей, но низкочастотное наблюдение может похвастаться большим преимуществом в виде больших полей обзора по сравнению с их высокочастотными собратьями. Это потому, что площадь охватываемого неба уменьшается при более высоких частотах.
В случае с Lofar мы охватили 5,27 квадратных градуса неба при каждом наведении наших телескопов. Кульминацией этого стало наведение 36 000 целей на каждый телескоп – или в общей сложности более 1 600 000 целей, если учесть, какие другие звезды находятся поблизости, а также их планеты.
Мешающие сигналы. Поиск техносигналов из космоса представляет собой серьезную проблему — одни и те же техносигналы распространены повсеместно на Земле. Это представляет собой препятствие, поскольку телескопы, используемые для этих поисков, могут похвастаться уровнем чувствительности, который позволяет обнаруживать сигналы, такие как телефонный звонок, с половины Солнечной системы.
Следовательно, собранные данные переполнены тысячами сигналов, исходящих с Земли, что создает значительные трудности в выделении и идентификации сигналов, которые могут иметь внеземное происхождение. Необходимость просеивать этот обширный и зашумленный набор данных усложняет поиск.
Overview of the stars searched for technosignatures by Lofar in our Milky Way. (Image credit: Owen Johnson, CC BY)/Обзор звезд, которые Лофар искал в поисках техносигнатур в нашем Млечном Пути. (Автор изображения: Оуэн Джонсон, CC BY)
Мы разработали инновационный подход к уменьшению таких радиочастотных помех, называемый методом “отклонения совпадений”. При этом учитываются локальные радиоизлучения на каждом из наших телескопов. Например, если я использую телефон рядом с телескопом в Ирландии, чтобы позвонить своему руководителю, этот же звонок не появится в данных в Швеции, и наоборот (главным образом потому, что телескоп направлен не в нашу сторону, а на экзопланету-кандидата).
Итак, мы решили включать сигнатуры в набор данных только в том случае, если они демонстрировали одновременное присутствие на обеих станциях, предполагая, что они исходят из-за пределов Земли.
Таким образом, мы свели к нулю тысячи сигналов-кандидатов. Это означает, что мы не обнаружили никаких признаков разумной жизни в ходе нашего поиска, но мы только начали – и, вероятно, существует огромное количество планет, похожих на Землю. Знание того, что метод отклонения совпадений работает с высокой вероятностью успеха, может стать ключом к тому, чтобы помочь нам обнаружить жизнь на одной из этих планет в будущем.
Существует много возможностей для поиска техносигнатур на низких частотах. В настоящее время проводится аналогичное исследование (Nenufar), которое работает на частоте 30-85 МГц. Наряду с этим, дальнейшие наблюдения Lofar увеличат объем обзора в течение следующего года в десять раз. Собранные данные также используются для изучения астрономических объектов, известных как пульсары, быстрые радиовсплески, радиоэкзопланеты и многое другое.
К счастью, мы только в начале долгого путешествия. Я не сомневаюсь, что будет найдено много удивительных вещей. И если нам повезет, мы можем получить самую большую награду из всех: какую-нибудь компанию в космосе.
This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.
Join our Space Forums to keep talking space on the latest missions, night sky and more! And if you have a news tip, correction or comment, let us know at: community@space.com.