Поиски сигналов от чрезвычайно развитых цивилизаций
В 1960 году доктор Фрэнк Дрейк возглавил первый эксперимент «Поиск внеземного разума» (SETI) в Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнке, Западная Вирджиния. За прошедшие с тех пор более шестидесяти лет астрономы провели множество исследований в поисках технологической деятельности (так называемых техносигнатур). На сегодняшний день Breakthrough Listen является самым амбициозным экспериментом SETI, объединяющим данные телескопа Роберта К. Берда Грин-Бэнк, телескопа Паркс-Мюрриянг, автоматического искателя планет и радиотелескопа MeerKAT, а также передовую аналитику. Программа включает в себя обследование 1 миллиона ближайших к Земле звезд, центра нашей галактики и всей галактической плоскости, а также 100 ближайших к нашей галактик. В недавней статье члены Breakthrough Listen представили результаты поиска радиотехносигнатур центров 97 близлежащих галактик, наблюдаемых телескопом Роберта К. Берда в Грин-Бэнке. Этот поиск был одним из крупнейших и обширнейших поисков радиодоказательств существования внеземного разума, когда-либо предпринятых, в ходе которого были обследованы триллионы звезд в четырех диапазонах частот. К сожалению, достойных кандидатов не нашлось.
Группу возглавляла Кармен Чоза, помощник научного сотрудника Института SETI и стажер исследовательского центра SETI в Беркли в программе Breakthrough Listen. К ней присоединились коллеги из Breakthrough Listen и Института SETI, а также исследователи из Института космических наук и астрономии Мальтийского университета, Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) при Университете Кертина и обсерватории Грин-Бэнк (GBO). Статья, в которой подробно описываются их выводы, «Прорыв в поиске разумной жизни: поиск техносигнатур 97 близлежащих галактик», была недавно опубликована в «Астрономическом журнале». Как они указывают в своем исследовании, эксперимент Чозы и ее коллег заключался в поиске узкополосного доплеровского дрейфа на четырех частотах (1,1–2,7 ГГц и 4,0–11,2 ГГц) 97 центров галактик. Эти галактики были частью предыдущего исследования Breakthrough Listen (проведенного в 2017 году) 123 близлежащих галактик, которое представляло полную выборку морфологических типов (т.е. спиральных, эллиптических, карликовых сфероидальных и неправильных). Этот подход противоречит большинству традиционных исследований SETI, поскольку он не фокусируется на отдельных звездах или звездных скоплениях. Как сказал Чоза Universe Today по электронной почте:
«Ища жизнь во Вселенной, мы ожидаем, что она сформировалась бы на планетах, как это произошло на нашей. Многие предыдущие исследования были сосредоточены на одной звезде за раз, часто на звездах, вокруг которых были известны планеты. Возможность нацеливаться на центры галактик означает, что мы можем искать миллионы звезд и, возможно, миллионы звездных систем с планетами в поисках шанса найти сигнал. «Галактики позволяют нам забросить огромную сеть, но с той загвоздкой, что сигнал должен быть более мощным, чем любой сигнал, который могут генерировать современные человеческие технологии. Таким образом, нацеливание на галактики позволяет нам искать цивилизации, гораздо более технологически развитые, чем человечество. Хотя цивилизации способные генерировать такой сигнал, могут быть исчезающе редкими, успешное обнаружение было бы глубоко обнадеживающим – это означало бы, что у человечества есть определенный шанс достичь гораздо более высокого уровня технологий, чем оно имеет сейчас, не потерпев краха.
Все данные для этого эксперимента были собраны 100-метровым телескопом Грин-Бэнк (GBT), расположенным в GBO в Западной Вирджинии. Команда выбрала GBT, потому что его серверная часть позволяет хранить и анализировать большие объемы данных SETI, чем это было возможно раньше. Более того, в наблюдениях GBT используется стратегия «каденции», при которой цели в выборке наблюдаются в течение пяти минут, а затем наблюдается смещенное местоположение на расстоянии нескольких лучей от цели. Этот шаблон повторяется три раза с тремя отдельными смещениями (каждое из которых наблюдается в течение пяти минут), что приводит к 30-минутному ритму ABACAD. Затем каждая частота кадров анализировалась с использованием конвейера TurboSETI для поиска узкополосных сигналов с доплеровским дрейфом с линейной ЧМ. «Этот поиск нацелен на узкополосные дрейфующие техносигнатуры; то есть сигналы шириной в несколько Гц, которые показывают дрейф частоты, указывая на то, что передатчик ускоряется относительно Земли», — сказал Чоза. «Если он дрейфует, то откуда-то еще, будь то спутники на орбите, «Вояджер», плывущий в далеком космосе, или передатчик на далекой планете. Мы выбираем скорость дрейфа от -4 Гц/с до 4 Гц/с для поиска диапазон ускорений, который можно ожидать от передатчиков, расположенных на реальных экзопланетах».
Более того, команда установила ограничения на данные, чтобы искать возможные передатчики с эквивалентной изотропной излучаемой мощностью 10^26 Вт — или 10 000 зетаватт (ЗВт). Как объяснил Чоза, этот уровень мощности был выбран потому, что он соответствует теоретическому энергопотреблению цивилизации, способной использовать всю энергию своей звездной системы, то есть цивилизации типа II по шкале Кардашева: «Имея хорошо изученный инструмент, такой как телескоп Грин-Бэнк, и некоторые предположения относительно сигналов, которые мы ищем, мы можем вычислить минимальную мощность, которую будет иметь изотропный сигнал, то есть сигнал, распространяющийся во всех направлениях во Вселенную. Для передачи, чтобы мы могли его обнаружить. Для самых дальних галактик в нашей выборке наш поиск мог обнаружить гипотетический маяк, передающий мощность порядка 10 ^ 26 Вт - аналогично полной выходной мощности Солнца. Цивилизация Кардашевского типа II, теоретически способная захватить все энергетические ресурсы родительской звезды, теоретически могла бы построить маяк достаточного масштаба для связи на межгалактических расстояниях».
В итоге команда получила 1519 сигналов-кандидатов, которые не были связаны с радиочастотными помехами. После алгоритмической обработки, корреляции характеристик сигнала с известными популяциями радиочастотных помех и тщательного визуального осмотра они не обнаружили убедительных доказательств техносигнатур. Тем не менее, это последнее исследование было новаторским во многих отношениях и будет иметь значительные последствия для дальнейших исследований SETI. Как объяснил Чоза, важно максимально увеличить поле зрения при поиске редких сигналов и тщательно учитывать источники переднего и заднего плана: «Это исследование представляет собой веху в завершении первоначальных поисковых целей миссии Breakthrough Listen и дополняет поиск близлежащих отдельных звезд в поисках передатчиков меньшей мощности. Учитывая, что мы не знаем, насколько многочисленными и яркими могут быть внеземные передатчики, это также служит как переломный момент в разработке новых методов поиска для улучшения и повторного анализа предыдущих поисков. На сегодняшний день мы налагаем самые глубокие ограничения на присутствие техносигнатур в близлежащих галактиках».
«Эта статья является кульминацией годичных усилий и вклада многих авторов в улучшение методов Breakthrough Listen и продвижение техносигнатурной науки вперед к все более глубоким ограничениям и все большему количеству звездных систем. Программа стала удивительным способом вовлекайте молодых людей в науку, в том числе и меня, и некоторые из наиболее интересных работ, рождающихся в результате сотрудничества, возглавляются аспирантами, студентами бакалавриата или стажерами». Эти результаты могут также помочь в будущих поисках Breakthrough Listen, включая запланированные наблюдения нашего собственного галактического центра, выборку из почти 2000 близлежащих звезд и еще одну выборку галактик, наблюдаемых в южном полушарии с помощью телескопа Паркса Мурриянга.
