Исследование SETI выявило необъяснимые импульсы от далекой звезды

Более шестидесяти лет назад поиск внеземного разума (SETI) официально начался с проекта Ozma в обсерватории Гринбэнк на Западном берегу, штат Вирджиния. Под руководством знаменитого астронома Фрэнка Дрейка (который придумал уравнение Дрейка), это исследование использовало 25-метровую тарелку обсерватории для наблюдения за Эпсилон Эридана и Тау Кита — двумя близлежащими солнцеподобными звездами — в период с апреля по июль 1960 года. С тех пор было проведено несколько исследований на разных длинах волн для поиска признаков технологической активности (т. н. « техносигнатур ») вокруг других звезд.

Хотя не было найдено никаких убедительных доказательств, указывающих на присутствие развитой цивилизации, было много случаев, когда ученые не могли исключить эту возможность. В недавней статье ветеран NASA Ричард Х. Стэнтон описывает результаты своего многолетнего исследования более 1300 звезд, похожих на Солнце, на предмет оптических сигналов SETI. Как он указывает, это исследование выявило два быстрых идентичных импульса от звезды, похожей на Солнце, находящейся примерно в 100 световых годах от Земли, которые совпадают с аналогичными импульсами от другой звезды, наблюдавшимися четыре года назад.

Стэнтон — ветеран Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), в чьи обязанности входит участие в миссиях Voyager и работа в качестве технического руководителя миссии Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE). После выхода на пенсию он посвятил себя Поиску внеземного разума (SETI) с использованием 76,2-см телескопа в обсерватории Shay Meadow в Биг-Беар, Калифорния, и многоканального фотометра, который он спроектировал. Статья, описывающая результаты его исследования, была опубликована в журнале Acta Astronautica.

В течение многих лет Стэнтон использовал эти инструменты для наблюдения за более чем 1300 звездами, похожими на Солнце, на предмет оптических сигналов SETI. В отличие от традиционных исследований SETI, которые использовали радиоантенны для поиска доказательств потенциальных внеземных передач, оптический SETI ищет импульсы света, которые могут быть результатом лазерной связи или направленных энергетических массивов. Этот последний пример рассматривался в последние годы благодаря проекту Starshot , концепции NASA Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration (DEEP-IN) и аналогичным концепциям межзвездных миссий.

Как указал Стэнтон, область оптического SETI берет свое начало в исследовании 1961 года Шварца и Таунса. Они рассуждали, что лучшим способом, которым внеземной разум (ETI) мог бы послать оптический сигнал, который затмил бы их звезду, были бы интенсивные наносекундные лазерные импульсы. Эти импульсы ищутся с помощью специального оборудования в инфракрасных длинах волн, спектрах высокого разрешения или видимом свете. 

Как рассказал Стэнтон, его поиск SETI отличается от обычных оптических обзоров: «Мой подход заключается в том, чтобы смотреть на одну звезду в течение примерно 1 часа, используя подсчет фотонов для отбора образцов света звезды с тем, что считается очень высоким временным разрешением для астрономии (выборки 100 микросекунд). Затем полученные временные ряды просматриваются на предмет импульсов и оптических тонов. Прибор использует легкодоступные готовые компоненты, которые можно собрать в систему на базе ПК. Я не уверен, делает ли кто-то еще это со значительными временными затратами. Мне не известно ни об одном открытии подобных импульсов».

После многих лет поисков Стэнтон сообщил о неожиданном «сигнале» при наблюдении за HD 89389, звездой F-типа, немного более яркой и массивной, чем наше Солнце, расположенной в созвездии Большой Медведицы. Согласно статье Стэнтона, этот сигнал состоял из двух быстрых, идентичных импульсов с интервалом в 4,4 секунды, которые не были обнаружены в предыдущих поисках. Затем он провел сравнения с сигналами, производимыми самолетами, спутниками, метеорами, молниями, атмосферными мерцаниями, системными шумами и т. д.

"a. Звезда становится ярче-тусклее-ярче, а затем возвращается к своему фоновому уровню, все это примерно за 0,2 с. Это изменение слишком сильное, чтобы быть вызванным случайным шумом или атмосферной турбулентностью. Как заставить звезду диаметром более миллиона километров частично исчезнуть за десятую долю секунды? Источник этого изменения не может быть так же далек, как сама звезда.    

б. Во всех трех событиях наблюдаются два по сути идентичных импульса, разделенных промежутком от 1,2 до 4,4 секунд (третье событие, обнаруженное в наблюдении 18 января этого года, не было включено в статью). За более чем 1500 часов поиска не было обнаружено ни одного похожего импульса.

c. Тонкая структура в свете звезды между пиками первого импульса почти точно повторяется во втором импульсе 4,4 с спустя. Никто не знает, как объяснить это поведение.

d. Ничего не было обнаружено движущимся вблизи звезды в одновременной фотографии или в фоновом датчике, который легко обнаруживает далекие спутники, движущиеся близко к целевой звезде. Обычные сигналы от самолетов, спутников, метеоров, птиц и т. д. полностью отличаются от этих импульсов."

Повторное изучение исторических данных для подобных сигналов выявило еще одну пару импульсов, обнаруженных вокруг HD 217014 (51 Pegasi) в 2021 году. Эта звезда главной последовательности G-типа расположена примерно в 50,6 световых годах от Земли и по размеру, массе и возрасту похожа на наше Солнце. В 1995 году астрономы Обсерватории Верхнего Прованса обнаружили экзопланету, вращающуюся вокруг этой звезды, горячий газовый гигант, который с тех пор получил название Димидиум. Это была одна из первых когда-либо обнаруженных экзопланет и первый случай обнаружения экзопланеты вокруг звезды главной последовательности.

В то время, сказал Стэнтон, сигнал был отклонен как ложный положительный сигнал, вызванный птицами. Однако подробный анализ исключил эту возможность для всех наблюдаемых импульсов. Другие возможности, которые исследует Стэнтон, включают дифракцию, вызванную атмосферой Земли, возможно, из-за ударной волны. Однако это маловероятно, поскольку ударные волны должны были бы произойти в идеальное время, чтобы совпасть с обоими оптическими импульсами. Другие возможности включают дифракцию звездного света на отдаленном теле в Солнечной системе, частичные затмения, вызванные спутниками Земли или далекими астероидами, и «дифракцию на краю» на прямом крае (как описано эффектом Зоммерфельда).

Также существует вероятность, что гравитационная волна могла сгенерировать эти импульсы, что требует дополнительного рассмотрения. Другая интересная возможность заключается в том, что это может быть результатом деятельности внеземной цивилизации. Как указал Стэнтон, что бы ни модулировало свет этих звезд, оно должно находиться относительно близко к Земле, что подразумевает, что любая активность внеземной цивилизации должна происходить в пределах нашей Солнечной системы. Однако Стэнтон подчеркивает, что необходимо больше данных.

«Ни одно из этих объяснений на данный момент не является удовлетворительным», — сказал он. «Мы не знаем, какой объект может производить эти импульсы или как далеко он находится. Мы не знаем, производится ли двухимпульсный сигнал чем-то, проходящим между нами и звездой, или он генерируется чем-то, что модулирует свет звезды, не перемещаясь по полю. Пока мы не узнаем больше, мы даже не можем сказать, замешаны ли в этом инопланетяне!»

Существует несколько примеров Optical SETI (OSETI) или LaserSETI, включая совместные усилия, начатые Breakthrough Listen и Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) Collaboration. Однако метод Стэнтона открывает много возможностей для будущих обзоров SETI, которые могли бы искать похожие примеры оптических импульсов.

С этой целью он предлагает два подхода, которые могли бы раскрыть больше информации об этом явлении и помочь астрономам установить более жесткие ограничения на его возможные причины: «Ищите события, используя массивы синхронизированных оптических телескопов. Если объект движется между звездой и нами, этот подход должен сообщить нам, насколько быстро он движется по нормали к линии визирования, а также потенциально его размер и расстояние. Кроме того, было бы очень интересно, если бы свет звезды модулировался без объекта, движущегося по полю. Наблюдение за событиями с помощью телескопов, разделенных несколькими сотнями километров, могло бы показать, что любое разделение во времени прибытия каждого импульса обусловлено только разницей во времени прохождения света от звезды до каждого телескопа. Тогда, если только изменение не может быть каким-то образом приписано самой звезде, нам пришлось бы объяснять еще больше!»