|
Где может быть дом для развитых цивилизаций
|
|
|
|
На протяжении десятилетий ученые, занимающиеся поиском внеземного разума (SETI), исследовали галактику в поисках признаков искусственных радиопередач. Начиная с проекта "Озма" в 1960 году, астрономы использовали радиоантенны для прослушивания возможных передач из других звездных систем или галактик.
|
|
|
|
Кульминацией этих усилий стал запуск в январе 2016 года программы Breakthrough Listen, самой комплексной программы SETI на сегодняшний день. Этот проект объединяет наблюдения за радиоволнами, проводимые обсерваториями Грин-Бэнк и Паркес, а также наблюдения за видимым светом, проводимые автоматической системой поиска планет (APF).
|
|
|
|
Результаты опросов Breakthrough Listen были опубликованы в серии публичных релизов. В последней серии "Искусственные трансляции как галактические популяции", написанной Брайаном К. Лэки и размещенной на сервере препринтов arXiv, исследуется возможность того, что галактики, которые являются яркими в радиочастотном спектре (они же "радиояркие" галактики), могут указывать на то, что в таких галактиках могут быть развитые цивилизации.
|
|
|
|
В последней статье рассматривается, как будущие исследования SETI смогут обнаруживать радиопередачи индивидуально или коллективно, и устанавливаются границы популяции искусственных радиогалактик с использованием обеих методик.
|
|
|
|
|
|
|
Брайан К. Лэки - астроном-теоретик из инициативы Breakthrough Listen и научный сотрудник Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) имени Янски. Эта статья является третьей в серии, в которой рассматриваются последние данные, предоставленные ассоциированными обсерваториями Инициативы. Статья, описывающая результаты работы Ласки, была опубликована в издании Астрономического общества Тихого океана.
|
|
|
|
Эта статья является третьей в серии, в которой рассматриваются техносигналы всей популяции инопланетян, а не отдельных цивилизаций, привязанных к звездам. Как объяснил Лаки, эта серия была частично продиктована идеей о том, что ETIs могут полагаться на самовоспроизводящиеся зонды (фон Неймана) для исследования и расселения за пределами своих звездных систем.
|
|
|
|
Эта теория лежит в основе "парадокса Ферми", который предполагает, что этот метод является наиболее вероятным способом превращения развитых цивилизаций в межзвездные и (возможно) галактические. В первой статье представлена теория и математическая основа для расчетов, проведенных во второй и третьей статьях.
|
|
|
|
Во второй части Лаки исследует, что происходит, когда в одной галактике есть несколько вещающих цивилизаций, и применяет это понимание к Млечному Пути, Андромеде (M31) и объекту Мессье 59 (NGC 4621). В последней статье рассматриваются потенциальные признаки, которые могла бы создать популяция высокоразвитых цивилизаций в галактиках по всей Вселенной.
|
|
|
|
"Если у вас есть какое-то подмножество, в котором много радиопередач, они будут выглядеть ярко", - сказал Ласки Universe Today по электронной почте. "Поскольку мы в основном знаем, сколько галактик находится на каждом уровне потока, мы можем установить верхние пределы количества таких "искусственных радиогалактик".
|
|
|
|
Известно, что галактики генерируют радиоволны в рамках своего естественного излучения. Сюда входит Стрелец А*, сверхмассивная черная дыра (SMBH) в центре нашей галактики.
|
|
|
|
В 1970-х годах ученые обнаружили, что яркое радиоизлучение в центре нашей галактики было вызвано чрезвычайно компактным объектом, встроенным в более крупный источник радиоизлучения. С тех пор астрономы определили, что небольшие скопления находятся в центре каждой массивной галактики и ответственны за активные ядра галактик (AGN) - явление, при котором центральная область галактики временно затмевает все звезды в галактическом диске.
|
|
|
|
Однако искусственные радиопередачи изначально были бы неотличимы от естественных источников, и галактика, содержащая множество цивилизаций, использующих радиотехнологии, естественно, выглядела бы ярче. Кроме того, многие передающие цивилизации могли бы перекрывать друг друга, что очень затрудняло бы идентификацию единого источника. Однако можно было бы также обнаружить коллективное свечение этих комбинированных передач.
|
|
|
|
Лаки сказал: "Проблема в том, что вы не можете определить, является ли это излучение естественным или искусственным, просто зная, насколько ярким оно является в радиоэфире (а мы ожидаем, что оно естественное почти во всех случаях, если не во всех). Для отдельной галактики все, что вы можете сделать, это установить верхний предел, основанный на общем радиоизлучении, который я называю "коллективной границей".
|
|
|
|
"Если вы применяете коллективную привязку к отдельной галактике, то на самом деле хотите найти галактики, которые в радиоизлучении настолько слабы, насколько это возможно, но при этом содержат большое количество звезд. Но в этой статье мы рассматриваем все галактики во Вселенной, и оказывается, что галактики с радиояркостью довольно редки, поэтому вы можете установить верхний предел для того, какая часть галактик имеет много-много радиопередач".
|
|
|
|
Чтобы установить ограничения на количество возможных внеземных цивилизаций в радиогалактиках, Лаки использовал небольшой набор моделей, которые проверяли влияние различных базовых допущений. Каждая модель учитывала природу "метасообщества" (обширного или "галактического центра") и вовлеченных в него обществ (рассеянных или дискретных), эволюцию их передач, распределение яркости, устанавливала границы используемых радиочастот и общий степенной закон. Они были объединены с базовым набором, описывающим сценарий, в котором каждая галактика имеет одно метасообщество, радиопередачи не эволюционируют и все они имеют одинаковую светимость.
|
|
|
|
Основываясь на этих моделях, Лаки определил, что количество радиовещательных цивилизаций, охватывающих галактики (Кардашевский тип III), составляет менее одной на 1017 звезд и одной на миллион крупных галактик.
|
|
|
|
Как он пояснил: "Конечно, возможно, что в каждой галактике на каком-то уровне есть искусственные радиопередатчики. Мы даже не знаем, есть ли в Млечном Пути системы радиовещания ETI, поэтому мы проводим исследования SETI в нашей собственной галактике. Мы можем сделать выводы о том, сколько энергии ETIs может вкладывать в радио, и для этого может быть полезно использовать шкалу Кардашева: общество I типа использует энергию, доступную планете; общество II типа использует энергию, доступную звезде; общество III типа использует энергию, доступную планете. доступно для целой галактики. Первоначально Кардашев предложил использовать его для измерения количества энергии, передаваемой в эфир.
|
|
|
|
"Моя работа показывает, что объекты III типа в этом первоначальном смысле — ETI, которые передают светимость целой галактики в радиоволнах, — встречаются очень редко. Менее чем в 1 из 100 000 галактик размером с Млечный Путь может быть размещена одна, и это, по-видимому, является надежным результатом, независимо от того, используется ли мощность для одной трансляции или распределена между миллиардом. И самое большее, примерно в 1 из 100 крупных галактик может находиться галактика типа 2.75 по Кардашеву, при этом ETIs транслирует по радио примерно 1/300 часть светимости галактики".
|
|
|
|
В этом отношении Лаки сравнивает поиск цивилизаций в галактиках с высокой радиационной яркостью с исследованиями ГХАТ и другими поисками сфер Дайсона. Эти поиски направлены на поиск источников избыточного инфракрасного излучения, которое (теоретически) может быть вызвано теплом, излучаемым в космос оболочкой Дайсона. Аналогичным образом астрономы могли бы искать галактики со "слишком сильным" инфракрасным излучением, хотя это создало бы аналогичные проблемы. Как в исследованиях SETI можно было бы отличить искусственные источники инфракрасного излучения от естественных?
|
|
|
|
По словам Лаки, существует коллективный метод, который он описал, в то время как другой предполагает поиск отдельных радиопередач, которые могли бы выделяться в радиочастотном спектре галактики:
|
|
|
|
"В последние несколько лет различные исследователи устанавливали верхние пределы радиопередач в других галактиках, выискивая те, которые просто случайно оказываются вблизи звезд, которые мы наблюдаем в SETI, и которые могут быть пойманы по счастливой случайности. Это по-прежнему важная стратегия, и все, что вам нужно сделать, - это осмотреть как можно больше участков неба, как можно глубже, на как можно большем количестве частот.
|
|
|
|
"Вы также можете напрямую ориентироваться на сами близлежащие галактики, и в последние годы это делается все чаще. Для этого коллективного метода, использующего радиосъемку для ограничения доли "искусственных радиогалактик", мы уже в основном знаем, сколько галактик на каждой яркости в радиосигнале ("количество источников"). Что вы могли бы сделать, так это применить этот метод к другим частотам и установить ограничения на количество ETI, которые вещают на этих частотах".
|
|
|
|
В последние годы исследователи SETI стремились расширить список потенциальных техносигналов, которые могли бы быть обнаружены в будущих исследованиях. Соответственно, Ласки добавил, что эти же исследования могут также способствовать поиску технических сигналов, выходящих за рамки радиочастот, таких как рентгеновские лучи, гамма-лучи и другие нерадиоизлучающие, неоптические передачи. Фактически, он рекомендует, чтобы эти исследования могли стать хорошей отправной точкой для новых исследований SETI, выходящих за рамки радиосвязи.
|
|
|
|
Источник
|
