Кредит: НАСА
Есть ли жизнь за пределами Земли? Этот вопрос оказался одним из самых трудных для ответа в науке. Несмотря на кажущиеся безграничными просторы Вселенной, которые подразумевают существование 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, получивших название техносигнатур. Идентификация техносигнатуры не просто будет означать существование жизни, но и конкретно укажет на наличие разумной жизни, использующей передовые технологии.
Тем не менее, 60 лет поисков пока не увенчались успехом. Но теперь мы с коллегами приступили к исследованию ранее неизведанного диапазона частот.
SETI предполагает, что внеземные цивилизации могут полагаться на технологии так же, как люди на Земле, например, используя сотовые телефоны, спутники или радары.
Поскольку значительная часть таких технологий генерирует сигналы, которые заметно обнаруживаются на радиочастотах, сосредоточение внимания на этих длинах волн служит логической отправной точкой в поисках потенциального внеземного разума.
Предыдущие исследования техносигнатур включали только радиочастотный диапазон выше 600 МГц, оставляя более низкие частоты практически неисследованными. И это несмотря на то, что повседневные службы связи, такие как управление воздушным движением, морское аварийное вещание и FM-радиостанции, излучают на Земле этот тип низкочастотного излучения.
Причина, по которой она не исследована, заключается в том, что телескопы, работающие на этих частотах, довольно новы. А низкочастотные радиоволны имеют меньшую энергию, а это значит, что их труднее обнаружить.
В нашем заключительном обзоре мы впервые рискнули войти в эти частоты.
Низкочастотная решетка (Лофар) — самый чувствительный в мире низкочастотный телескоп, работающий в диапазоне 10–250 МГц. Он состоит из 52 радиотелескопов, и их количество будет разбросано по всей Европе. Эти телескопы могут достигать высокого разрешения при совместном использовании.
Однако в нашем исследовании использовались только две из этих станций: одна расположена в Бирре, Ирландия, а другая — в Онсале, Швеция. Мы исследовали 44 планеты, вращающиеся вокруг других звезд, кроме нашего Солнца, которые были обнаружены спутником НАСА для исследования транзитных экзопланет. В течение двух лет мы сканировали эти планеты на частоте от 110 до 190 МГц с помощью двух наших телескопов.
Обзор звезд, техносигнатуры которых искал Лофар в нашем Млечном Пути. Фото: Оуэн Джонсон, CC BY
На первый взгляд это не кажется большим количеством целей, но низкочастотное наблюдение может похвастаться большим преимуществом, поскольку имеет большие поля зрения по сравнению с его более высокочастотными собратьями. Это потому, что покрытая площадь неба уменьшается с увеличением частоты.
В случае Лофара мы покрыли 5,27 квадратных градусов неба при каждом наведении наших телескопов. Кульминацией этого стало 36 000 целей на одно наведение телескопа — или более 1 600 000 целей в общей сложности, если вы проверите, какие другие звезды находятся поблизости, а также включите их планеты.
Мешающие сигналы
Поиск техносигнатур из космоса представляет собой серьезную проблему: одни и те же техносигнатуры повсеместно распространены на Земле. Это представляет собой препятствие, поскольку телескопы, участвующие в этих поисках, обладают уровнями чувствительности, позволяющими обнаруживать сигналы, такие как телефонный звонок, с половины Солнечной системы.
Следовательно, собранные данные наводнены тысячами сигналов, исходящих с Земли, что создает значительные трудности в выделении и идентификации сигналов, которые могут иметь внеземное происхождение. Необходимость тщательного анализа этого обширного и зашумленного набора данных усложняет поиск.
Мы придумали инновационный подход к уменьшению таких радиочастотных помех, названный 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 не направлен в нашу сторону, а указывая на кандидата в экзопланеты).
Поэтому мы решили включать сигнатуры в набор данных только в том случае, если они одновременно присутствовали на обеих станциях, что позволяет предположить, что они пришли из-за пределов Земли.
Таким образом, мы свели к нулю тысячи сигналов-кандидатов. Это означает, что в ходе наших поисков мы не обнаружили никаких признаков разумной жизни, но мы только начали — и, вероятно, там есть огромное количество планет, подобных Земле. 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.
Есть много путей для поиска техносигнатур на низких частотах. В настоящее время проводится родственное исследование (Ненуфар), которое работает на частотах 30–85 МГц. Вместе с тем, дальнейшие наблюдения Лофара позволят увеличить объем исследования в десять раз в течение предстоящего года. Собранные данные также используются для исследования астрономических объектов, известных как пульсары, быстрые радиовсплески, радиоэкзопланеты и многое другое.
К счастью, мы только в начале долгого пути. Я не сомневаюсь, что будет найдено много чудесного. И если нам повезет, мы сможем получить самую большую награду: какую-нибудь компанию в космосе.
Информация от: Разговором
