Иллюстрация эффекта Доплера. Кредит: Зайна Шейх
В новом исследовании, опубликованном в «Астрономическом журнале», исследователи использовали известную популяцию экзопланет и экстраполировали ее на гораздо большую, неизвестную популяцию экзопланет, чтобы установить лучшие пороги планетарного воздействия на сигналы от внеземных разумов (внеземных разумов).
Предыдущая рекомендация по пороговому вкладу «скорости дрейфа», вызванному движением планеты вокруг своей родительской звезды, составляла 200 нГц. В этой работе ведущий автор Меган Грейс Ли и ее команда обнаружили, что 53 нГц достаточно в 99% случаев известных экзопланет, и что это значение падает до всего 0,44 нГц для звезд без известных планет.
Эти значительные, основанные на данных сокращения рекомендуемого порога скорости дрейфа приведут к значительной экономии вычислительного времени и, следовательно, повысят эффективность будущих кампаний SETI (поиск внеземного разума).
Меган Грейс Ли, доктор философии. Студент Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в UCLA SETI провел это исследование в качестве стажера Национального научного фонда для студентов в проекте Breakthrough Listen в Исследовательском центре SETI в Беркли. «Эта работа дает более глубокое понимание того, как могут выглядеть сигналы, передаваемые внеземным путем, если они исходят с экзопланет, информируя не только о пространстве параметров поиска техносигнатур, но и о возможных интерпретациях обнаруженных сигналов», — сказал Ли.
Из-за эффекта Доплера радиосигнал, посланный с далекой экзопланеты на Землю, может проявляться на более высокой или более низкой частоте, когда его видит наблюдатель на Земле. Этот сдвиг частоты также будет меняться со временем из-за относительного движения экзопланеты и Земли. Этот эффект смещения частоты называется «скоростью дрейфа». Похожий эффект можно наблюдать на Земле, когда мимо проезжает машина скорой помощи: звук сирены становится выше по мере приближения, а затем меняется на более низкий по мере удаления.
При поиске потенциальных радиосигналов от экзопланет в рамках поиска SETI важно учитывать различные факторы, влияющие на эту скорость дрейфа. Эти факторы включают орбиту и вращение экзопланеты, а также орбиту и вращение Земли.
Первая часть статьи Ли была посвящена экзопланетам из Архива экзопланет НАСА (NEA). Ли рассчитал распределения скорости орбитального дрейфа для более чем 5300 известных экзопланет, создав при этом инструмент, с помощью которого исследователи могут быстро рассчитать ожидаемые скорости дрейфа любой экзопланетной системы. Исследователи обнаружили, что 99% общего распределения скорости дрейфа находится в пределах 53 нГц.
Доктор София Шейх, научный сотрудник NSF MPS-ASCEND в Институте SETI, была наставником и сотрудничала с Ли, а также была соавтором этой работы.
В предыдущей статье Шейх обнаружил, что экзопланетные системы в самых крайних случаях демонстрируют скорость дрейфа до 200 нГц, и рекомендовал это в качестве порогового значения. Работа Ли основывается на этом фундаменте, рассматривая не только максимальные скорости дрейфа от экстремальных систем, но также средние или наиболее вероятные скорости дрейфа от всех известных систем.
«Эти результаты подразумевают, что во многих случаях скорость дрейфа будет настолько низкой, что мы сможем расставить приоритеты для других параметров (например, охват большего количества частот или более быстрый анализ наборов данных), не беспокоясь о том, что мы пропустим истинные сигналы», — сказал Шейх.
Во второй половине статьи Ли моделируются «несмещенные» популяции экзопланет, которые могут лучше отражать экзопланетные характеристики в любой случайной выборке галактики, а не только наиболее очевидные экзопланеты.
Например, известные планеты, как правило, имеют орбиты «с ребра», потому что эти системы легче всего обнаружить с помощью двух наиболее распространенных методов поиска планет: метода транзита и метода лучевых скоростей.
Однако орбиты, видимые с ребра, также имеют гораздо более высокие скорости дрейфа, чем планеты, которые «наклонены» или расположены под произвольным углом по сравнению с линией обзора наблюдателя. Ли смоделировал несмещенную популяцию экзопланет, выйдя за рамки обычного случая нахождения на орбите с ребра в NEA и исправив другие ошибки наблюдений (например, смещение в NEA для экзопланет, которые особенно близки к своим звездам).
Группа обнаружила, что скорости дрейфа всего лишь 0,44 нГц для любой случайной звезды будет достаточно, чтобы уловить 99% гипотетических сигналов от любых орбитальных экзопланет.
Поиск вдвое большей скорости дрейфа — например, до 2 нГц вместо 1 нГц — требует вдвое больше вычислений для низких скоростей дрейфа. Это новое исследование, которое снижает рекомендуемые пределы в 4 раза (для звезд с известными планетами) или более чем в 400 раз (для звезд без известных планет), значительно сократит ненужные вычисления и позволит будущим ученым SETI точно настроить параметры скорости дрейфа. в своих поисках лучшего соответствия конкретным системам, которые они наблюдают.
Эти новые, более узкие диапазоны максимальных скоростей дрейфа представляют собой значительный прирост эффективности в поисках потенциальных радиосигналов от технологически развитой внеземной жизни.
Информация от: Институтом SETI
