Первое в своем роде исследование в рамках проекта SETI с использованием архивных данных телескопа ALMA открыло новые возможности в поисках инопланетных сигналов. Результаты указывают на то, что существующие наблюдения с помощью телескопов могут содержать гораздо больше неизведанного потенциала, чем предполагали астрономы. Источник: Shutterstock

Архивные радионаблюдения могут открыть новые частоты для поиска внеземных цивилизаций и показать, что в ходе предыдущих поисков были изучены миллионы звезд, а не только те, что были известны ранее.

Потенциальный внеземной сигнал может скрываться на радиочастотах, которые современные исследования разумной жизни практически не охватывают.

Большинство радиопроектов по поиску внеземного разума (SETI) сосредоточены на частотах от 1,42 до 1,66 ГГц. Астрономы называют этот диапазон «водяной дырой», потому что он находится между естественными радиоизлучениями водорода и гидроксила, которые при соединении образуют воду.

Этот относительно спокойный участок спектра долгое время казался подходящим местом для связи. Исследователи полагали, что развитая цивилизация может понимать важность водорода и гидроксила и выбирать эти частоты как для передачи, так и для приема.

Однако новое исследование показывает, что более высокие частоты могут открыть новые возможности для поиска технологических сигналов от далеких цивилизаций. Работа была недавно представлена на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества в Бирмингеме.

Антенна DV-59 телескопа ALMA на переднем плане, а также множество других антенн, наблюдающих за небом в ночь, когда на небе преобладает Луна. Источник: ALMA / Алекс Перес / CC BY 4.0

Архивные данные открывают новые возможности для поиска

Луиза Мейсон, астроном и кандидат наук из Манчестерского университета, провела первое исследование в рамках проекта SETI с помощью комплекса радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чили. Вместо того чтобы запрашивать новые наблюдения, она изучила архивные данные, изначально собранные для других астрономических исследований.

Ее поиск был направлен на узкополосные радиосигналы, которые могли указывать на использование технологий, а не на естественные процессы в космосе.

«На протяжении десятилетий поиски внеземных цивилизаций были сосредоточены на относительно небольшой части радиоспектра. Мы хотели выяснить, что может произойти, если мы обратимся к совершенно другому диапазону, — сказал Мейсон.

— Миллиметровые и субмиллиметровые радиодиапазоны почти не изучены с точки зрения поиска внеземных цивилизаций, так что речь идет об открытии нового пространства параметров для поиска».

График, показывающий частотный диапазон и мощность сигнала, на которые может реагировать каждый объект. Это подчеркивает тот факт, что ни один другой инструмент не занимается поиском внеземных цивилизаций на высоких частотах, а у ALMA есть захватывающий частотный диапазон, который еще предстоит изучить. Фото: Луиза Мейсон

Мейсон изучила два узких частотных диапазона в данных ALMA в диапазоне 3. Ни одна из предполагаемых техносигнатур (сигналов от инопланетян) не превысила пороговые значения обнаружения.

Анализ охватывал только четыре архивных наблюдения с помощью ALMA, но, по словам Мейсон, он показывает, какой вклад высокочастотные радиотелескопы могут внести в будущие программы поиска внеземных цивилизаций.

Скрытые звезды значительно расширяют возможности исследования

Эта работа также привлекает внимание к одной из особенностей радиоастрономии, которой часто пренебрегают. Когда телескоп наблюдает за одной выбранной целью, в его поле зрения одновременно попадает множество других звезд.

Исследователи обычно оценивали этот «звездный побочный эффект» с помощью таких каталогов, как Gaia. Вместо этого Мейсон применил модель галактики Безансон, чтобы рассчитать более обширную популяцию звезд в пределах каждого поля наблюдения, включая объекты, которые слишком далеки, тусклы или которые сложно достоверно идентифицировать в доступных каталогах.

Рисунок, демонстрирующий разнообразие звездных объектов, которые можно зафиксировать в пределах одного наведения. Этот пример относится к общему направлению (l = 0 градусов, b = 30 градусов) и полю зрения в 5 угловых секунд. Источник: Луиза Мейсон

Когда она применила этот подход к более раннему исследованию в рамках проекта SETI, включавшему 1327 наведений телескопа, предполагаемое количество охваченных звезд увеличилось с примерно 288 000 в каталоге Gaia до более чем 6,1 миллиона в галактической модели.

По словам Мейсон, результат позволяет более точно оценить, какая часть Млечного Пути уже исследована на предмет техносигнатур.

«Одна из самых интересных вещей в этой работе — осознание того, что мы изучили гораздо больше звезд, чем предполагалось изначально, — сказала она.

— Даже в рамках очень небольшого исследования может быть обнаружено огромное количество самых разных звезд, которые мы, возможно, никогда не собирались изучать». Сочетая высокочастотные наблюдения с галактическим моделированием, мы можем лучше понять, что именно мы искали и где нам следует искать дальше».

На этом рисунке показано разнообразие популяции звезд, попадающих в поле зрения телескопов, с учетом использования галактических моделей (таких как BGM). Красным цветом обозначены звезды, обнаруженные в каталогах Gaia. Это показывает, что галактические модели имитируют весь спектр звезд главной последовательности, а также четко выделяют популяцию белых карликов. Источник: Луиза Мейсон

Отсутствие сигнала оставляет вопрос открытым

Мейсон подчеркивает, что отсутствие сигнала не исключает существования разумной жизни. Это означает лишь то, что в ходе исследования не было обнаружено ни одного потенциального сигнала в двух небольших частотных диапазонах.

Она надеется, что результаты побудят исследователей в области поиска внеземных цивилизаций изучить более широкий диапазон радиоспектра и извлечь больше пользы из уже существующих астрономических данных.