Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмосРеволюция в SETI: передовые методы фильтрации подлинных инопланетных сигналов от наземных помех

Революция в SETI: передовые методы фильтрации подлинных инопланетных сигналов от наземных помех

- Advertisement -

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли добились значительного прогресса в поиске внеземного разума (SETI) и разработали новый метод обнаружения потенциальных инопланетных радиосигналов. Этот метод включает анализ сигналов на наличие признаков пересечения межзвездного пространства, что исключает радиопомехи наземного базирования.

Ученые в Калифорнийский университет, Беркли, разработали новую технику для ускорения поиска внеземной жизни. Этот метод отличает потенциальные инопланетные сигналы от наземных помех, анализируя их перемещение в межзвездном пространстве.

Усовершенствованный метод обнаружения внеземной жизни

Ученые представили новую методологию обнаружения и проверки потенциальных радиосигналов от внеземных цивилизаций в нашей галактике. Это продвижение в поиске внеземного разума (SETI) знаменует собой значительный скачок вперед, который значительно повысит уверенность в любом будущем обнаружении инопланетной жизни.

Сегодняшние поиски SETI в значительной степени зависят от наземных радиотелескопов, которые чувствительны к наземным и спутниковым радиопомехам. Ложные сигналы, имитирующие техносигнатуры внеземных цивилизаций, могут исходить из различных источников, включая спутники Starlink, сотовые телефоны, микроволновые печи и даже автомобильные двигатели. Такого рода вмешательство породило ложные надежды с момента запуска первой специальной программы SETI в 1960 году.

Борьба с вмешательством в поиск инопланетной жизни

Чтобы отличить подлинные сигналы от ложных, исследователи обычно перемещают фокус телескопа на другую часть неба, а затем несколько раз посещают исходное место, чтобы убедиться, что сигнал не был разовым. Тем не менее, сигнал все еще может быть странным излучением Земли.

Эта проблема решается с помощью новой инновационной техники, разработанной исследователями проекта Breakthrough Listen в Калифорнийском университете в Беркли. Этот метод тщательно исследует сигналы на наличие признаков прохождения через межзвездное пространство, тем самым исключая возможность того, что сигнал представляет собой простые радиопомехи наземного базирования.

Телескоп Грин Бэнк

Телескоп Грин-Бэнк, расположенный в радио-тихой долине в Западной Вирджинии, является основным постом прослушивания для Breakthrough Listen. Кредит: ГБО / AUI / NSF

Новый подход ускоряет поиск SETI

Breakthrough Listen, наиболее полный поисковый проект SETI, отслеживает северное и южное небо на наличие техносигнатур с помощью радиотелескопов. Он также фокусируется на тысячах отдельных звезд в плоскости Млечный Путь галактика, которая считается наиболее вероятным направлением для отправки сигнала цивилизацией.

«Я думаю, что это одно из самых больших достижений в области радио SETI за долгое время», — сказал Эндрю Симион, главный исследователь Breakthrough Listen и директор Исследовательский центр SETI в Беркли (BSRC), которая управляет самой продолжительной в мире программой SETI. «Впервые у нас есть метод, который, если у нас есть только один сигнал, потенциально может позволить нам внутренне отличить его от радиочастотных помех. Это довольно удивительно, потому что, если учесть что-то вроде Wow! сигнал, они часто одноразовые ».

«Вау!» Сигнал и потенциал новой техники

Симион имел в виду знаменитый 72-секундный узкополосный сигнал, наблюдавшийся в 1977 году радиотелескопом в Огайо. Астроном, обнаруживший сигнал, который не был похож на обычный астрофизический процесс, написал: «Вау!» красными чернилами на распечатке данных. С тех пор сигнал не наблюдался.

«Первое обнаружение инопланетян вполне может быть разовым, когда мы видим только один сигнал», — сказал Симион. «И если сигнал не повторяется, мы мало что можем об этом сказать. И, очевидно, наиболее вероятным объяснением этого являются радиочастотные помехи, как и наиболее вероятное объяснение появления Wow! сигнал. Обладание этой новой техникой и приборами, способными записывать данные с достаточной точностью, чтобы можно было увидеть эффект межзвездной среды, или ISM, невероятно мощны».

Радиотелескоп Паркса, Австралия

64-метровый телескоп Parkes в Новом Южном Уэльсе, Австралия, позволяет Breakthrough Listen наблюдать за южным небом. Телескопом управляет Организация научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO). 1 кредит

Исследование новой техники

Техника описана в статье, опубликованной 17 июля в Астрофизический журнал аспирант Калифорнийского университета в Беркли Брайан Бжицки; Симион; научный руководитель Бржицкого Имке де Патер, почетный профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли; и коллеги из Корнельского университета и Института SETI в Маунтин-Вью, Калифорния.

Симион отметил, что в будущем Breakthrough Listen будет использовать так называемую технику сцинтилляций, наряду с определением местоположения неба, во время своих наблюдений SETI, в том числе с помощью телескопа Грин-Бэнк в Западной Вирджинии — крупнейшего в мире управляемого радиотелескопа — и массива MeerKAT в Южной Африке.

Отличие естественного сигнала от инопланетянина

Более 60 лет исследователи SETI сканировали небо в поисках сигналов, которые отличаются от типичного радиоизлучения звезд и катаклизмов, таких как сверхновые звезды. Одно ключевое отличие заключается в том, что естественные космические источники радиоволн производят широкий диапазон длин волн, то есть широкополосные радиоволны, тогда как технические цивилизации, такие как наша, производят узкополосные радиосигналы. Подумайте о радиопомехах по сравнению с настроенной FM-станцией.

Из-за огромного фона узкополосных радиовсплесков от деятельности человека на Земле найти сигнал из космоса все равно, что искать иголку в стоге сена. До сих пор не было подтверждено ни одного узкополосного радиосигнала из-за пределов нашей Солнечной системы, хотя программа Breakthrough Listen обнаружила один интересный кандидат — получивший название BLC1 — в 2020 году. Более поздний анализ показал, что это почти наверняка произошло из-за радиопомех, сказал Симион.

Симион и его коллеги, однако, поняли, что реальные сигналы от внеземных цивилизаций должны иметь особенности, вызванные прохождением через ISM, которые могли бы помочь различать радиосигналы земного и космического базирования. Благодаря прошлым исследованиям, описывающим, как холод плазма в межзвездной среде, прежде всего, свободные электроны влияют на сигналы от радиоисточников, таких как пульсары, астрономы теперь имеют хорошее представление о том, как ISM влияет на узкополосные радиосигналы. Такие сигналы имеют тенденцию увеличиваться и уменьшаться по амплитуде с течением времени, то есть они мерцают. Это связано с тем, что сигналы слегка преломляются или изгибаются промежуточной холодной плазмой, так что, когда радиоволны в конечном итоге достигают Земли разными путями, волны интерферируют как положительно, так и отрицательно.

Наша атмосфера производит такое же мерцание или мерцание, которое влияет на укол оптического света звезды. Планеты, не являющиеся точечными источниками света, не мерцают.

Бржицки разработал компьютерный алгоритм, доступный в виде скрипта Python, который анализирует мерцание узкополосных сигналов и выделяет те, которые тускнеют и становятся ярче в течение периода менее минуты, указывая на то, что они прошли через ISM.

«Это означает, что мы могли бы использовать соответствующим образом настроенный конвейер для однозначной идентификации искусственного излучения от удаленных источников с учетом наземных помех», — сказал де Патер. «Кроме того, даже если бы мы не использовали эту технику для поиска сигнала, эта техника могла бы в определенных случаях подтвердить сигнал, исходящий из удаленного источника, а не локально. Эта работа представляет собой первый новый метод подтверждения сигнала за пределами фильтра пространственного повторного наблюдения в истории радио SETI».

Брайан Бжицки

Аспирант Брайан Бржицки у телескопа Грин-Бэнк, где он использует новый метод, основанный на сцинтилляциях, для проверки радиосигналов, потенциально исходящих от инопланетных цивилизаций в других местах галактики Млечный Путь. Авторы и права: Брайан Бржицки, Breakthrough Listen

Тестирование новой техники

В настоящее время Бржицки проводит радионаблюдения на телескопе Грин-Бэнк в Западной Вирджинии, чтобы показать, что этот метод может быстро отсеивать наземные радиосигналы и, возможно, даже обнаруживать мерцание в узкополосном сигнале — кандидате на техносигнатуру.

«Возможно, мы сможем идентифицировать этот эффект в отдельных наблюдениях и увидеть это затухание и увеличение яркости и фактически сказать, что сигнал подвергается этому эффекту», — сказал он. «Это еще один инструмент, который у нас есть сейчас».

Этот метод будет полезен только для сигналов, которые исходят на расстоянии более 10 000 световых лет от Земли, поскольку сигнал должен пройти через достаточное количество межзвездного пространства, чтобы продемонстрировать заметное мерцание. Что-либо, происходящее поблизости — например, сигнал BLC-1, казалось, исходил от ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра, — не проявляло бы такого эффекта.

Ссылка: «Об обнаружении межзвездных мерцаний в узкополосном радио SETI» Брайана Бжицки, Эндрю П.В. Симиона, Имке де Патера, Джеймса М. Кордеса, Вишала Гаджара, Брайана Лаки и Софии Шейх, 17 июля 2023 г., Астрофизический журнал.
DOI: 10.3847/1538-4357/acdee0

Другими соавторами статьи являются Джеймс Кордес из Корнелла, Брайан Лаки из BSRC, а также Вишал Гаджар и София Шейх из BSRC и Института SETI. Breakthrough Listen находится в ведении Breakthrough Initiatives, программы, спонсируемой Breakthrough Prize Foundation.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме