Радиосигналы инопланетян могут быть искажены солнечным ветром их звезды

Фото из открытых источников

В начале 2000-х годов экраны компьютеров у многих других любителей космоса были покрыты целой серией радужных спектральных сигналов. Пока компьютеры обрабатывали тысячи точек данных радиосигналов, собранных в рамках инициативы SETI@Home, их пользователи надеялись, что хоть немного вносят свой вклад в одно из величайших научных достижений человечества — поиск внеземной жизни. 

Но, согласно новой статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Вишалом Гаджаром и Грейс Браун из Института SETI, кажется маловероятным, что сигналы, которые SETI@Home был призван искать, действительно существуют. Это не значит, что инопланетяне не кричали в пустоту во весь голос, а просто то, что космическая погода от их местной звезды могла изменить сигнал настолько, что он стал неузнаваемым к тому моменту, когда достиг нас.

Сигналы — дело непростое как в астрономии, так и в технике. Одно из основных предположений SETI (Second Entity Exprehensive Time — внеземное существование) заключается в том, что инопланетяне намеренно посылали сигналы, если хотели установить контакт с другими видами. Преднамеренная передача сигналов, по крайней мере для людей, обычно занимает относительно небольшую полосу пропускания. В среднем для наших преднамеренных сигналов используется полоса около 1 Гц, поскольку распределение энергии по более широкому спектру уменьшило бы её мощность, обнаруживаемую приёмником.

Исходя из этого предположения, исследователи SETI первоначально считали, что инопланетяне будут делать то же самое, и установили пороговое значение около 1 Гц для любого заданного сигнала. Отчасти именно поэтому был создан проект SETI@Home — нужно было проверить множество частот с шагом в 1 Гц. Исторически SETI фокусировался на частотах в «водяной дыре» между 1,4 ГГц и 1,6 ГГц, которые относительно тихие по меркам галактического фонового шума. Но анализ 1-герцовых фрагментов полосы пропускания в 200 МГц — это, мягко говоря, трудоемкий процесс, особенно при попытке проанализировать данные буквально со всего неба.

Поддержание сигнала с частотой 1 Гц на межзвездных расстояниях — задача не из легких, и, согласно новой статье, она, вероятно, даже невозможна. Это связано с помехами от звездной погоды, создаваемой Солнцем, вокруг которого расположена цивилизация. Турбулентность от звезды, вокруг которой она находится, может расширить сигнал с «преднамеренного» 1 Гц до 10 Гц или даже 100 Гц, даже просто во время его движения за пределы непосредственной Солнечной системы. Поскольку мощность сигнала резко падает по мере его распространения на более широкие частоты, сигнал, расширенный с 1 Гц до 10 Гц, сохраняет лишь около 6% своей первоначальной мощности. Он также будет проходить через фильтры обычных алгоритмов фильтрации SETI.

Чтобы доказать свою точку зрения, авторы исследовали сигналы, передаваемые внутри нашей Солнечной системы. Они эмпирически изучили искажение сигнала от межпланетного космического аппарата, проходящего через межпланетную среду нашего Солнца. Используя данные, полученные с помощью широкого спектра зондов дальнего космоса, от Mariner IV до Rosetta, они точно рассчитали, как плазма нашей звезды искажает радиосигнал. Затем они использовали эти данные для экстраполяции на другие звезды с различными звездными характеристиками.

Одним из важнейших факторов является расстояние — чем ближе источник радиосигнала к звезде, тем сильнее рассеивание. Это особенно важно для одного из самых интересных типов звезд — красных карликов. Они составляют 75% звезд Млечного пути, а также, на данный момент, подавляющее большинство потенциально обитаемых кандидатов в экзопланеты. Но поскольку их обитаемая зона находится очень близко к звезде, они также очень восприимчивы к искажению сигнала, так как источник радиоволн (то есть их родная планета), вероятно, находится очень близко к звезде. Красные карлики также известны своей бурной космическим движением: крупные погодные явления происходят гораздо чаще, чем на нашем Солнце, что еще больше рассеивает любые потенциальные сигналы, пытающиеся выйти за пределы звезды.

Что же всё это значит для будущего астрономии SETI? Учитывая, что авторы — исследователи Института SETI, их предложение, вероятно, не покажется удивительным — собирать больше данных, или, в данном случае, просто меньше фильтровать. Будущие обсерватории, такие как Square Kilometer Array, могли бы использовать методы обработки сигналов, например, согласованные фильтры и многоразрешающую канальную обработку, для более лёгкого обнаружения размытых сигналов. Но для анализа всё ещё требуется огромная дополнительная вычислительная мощность — так что, возможно, в скором времени мы снова увидим возрождение радужных спектральных графиков на домашних компьютерах (или кластерах ИИ).