Поиск техногенных сигнатур среди 33 экзопланет выявил один странный объект

Фото из открытых источников

Бескрайний космос кажется холодным и одиноким местом. Несмотря на все поиски в небе, до сих пор не удалось найти конкретных признаков внеземной жизни за пределами Земли – не говоря уже о за пределами Солнечной системы.

И это еще до того, как мы затронем тему технологий – явных признаков того, что разумная цивилизация разработала способы манипулирования окружающей средой, которые мы, возможно, сможем обнаружить в межзвездном пространстве.

Это не значит, что их там нет. Возможно, это означает, что мы просто недостаточно усердно ищем.

А теперь китайские астрономы, используя крупнейший в мире радиотелескоп с одной антенной, провели углубленное сканирование 33 планетных систем, которые показались им перспективными местами для поиска техногенных сигнатур.

В большинстве случаев результат оказался именно таким, как и следовало ожидать – ничего не вышло.

Один из них был немного интереснее.

Со стороны К2-155, красного карлика, расположенного примерно в 238 световых годах от нас, исходил узкополосный радиосигнал, который выдержал первоначальные попытки исследователей отсеять помехи — это тип радиосигнала, который трудно получить без специальных технологий.

«Естественные астрофизические процессы редко создают чрезвычайно узкие спектральные линии, в то время как искусственно созданные передатчики часто это делают», — пишет группа астрономов, включая первого автора Цзи-Ци Ли из Пекинского педагогического университета, в статье, опубликованной в журнале The Astronomical Journal.

Вопрос о том, одиноки ли мы во Вселенной, не нов, но вопрос о том, сможем ли мы найти кого-нибудь еще во Вселенной, носит менее философский характер.

У нас есть технологии, и мы более или менее знаем, как они выглядят.

Мы также знаем, как выглядят звезды и другие космические объекты, и имеем довольно хорошее представление о типах сигналов, которые могут производить естественные астрофизические процессы. Они довольно разнообразны, но радиоизлучение от естественных космических источников, как правило, довольно широко распределено в широком диапазоне частот.

Узкополосные радиосигналы ближе к технологическому концу спектра – то есть, это сигнал, сконцентрированный в очень узкой полосе. Радиосигналы, создаваемые нашими собственными технологиями, часто имеют жесткие ограничения. Это дает одну из возможных подсказок.

Ещё один признак, на который могут обратить внимание астрономы, — это перемещение сигнала.

Это происходит потому, что сигнал, передаваемый с поверхности далёкого мира, не обязательно будет сохранять точно ту же частоту.

Относительное движение планеты, вращающейся вокруг своей оси и вращающейся вокруг своей звезды, может изменять частоту радиосигнала за счет эффекта Доплера, вызывая характерный дрейф во времени.

Таким образом, если бы астрономы обнаружили радиосигнал, который был бы одновременно чрезвычайно узким и изменялся по частоте, это потребовало бы гораздо более тщательного изучения.

К сожалению, у нас есть неприятная привычка мешать самим себе. Земля буквально наводнена радиосигналами, созданными нами самими.

Спутники, самолеты, системы связи, навигационные технологии и даже микроволновые печи могут создавать радиочастотные помехи (РЧП), которые загрязняют астрономические наблюдения.

А некоторые из этих сигналов могут выглядеть заманчиво — и одновременно досадно — похожими на те самые сигналы, которые пытаются обнаружить исследователи SETI .

Именно эту проблему и хотели решить исследователи.

Используя данные наблюдений с китайского сферического радиотелескопа с апертурой 500 метров (FAST), они разработали новый способ обработки огромного массива радиоданных, полученных в ходе поиска внеземного разума (SETI), позволяющий выявлять узкополосные дрейфующие сигналы и отфильтровывать шум.

Сами по себе наблюдения не были новыми. FAST уже наблюдал 33 целевые системы экзопланет в 2021 году в рамках предыдущих кампаний SETI.

Ли и его коллеги провели повторный анализ этих данных с помощью нового алгоритма поиска, разработанного для выявления перспективных сигналов и, что крайне важно, для исключения земных ложных предположений.

И у FAST есть для этого особенно хитрый трюк. Его L-диапазонный приемник наблюдает за небом одновременно через 19 отдельных лучей. Это означает, что центральный луч может быть направлен на цель, в то время как остальные 18 одновременно отслеживают близлежащие участки неба.

Если сигнал появляется в нескольких местах на небе – то есть, в нескольких лучах – он, вероятно, имеет земное происхождение. Но если он появляется только в луче, направленном на цель, он выдерживает повторную проверку.

Исследователи разработали алгоритм машинного обучения, который использует математический метод, называемый вейвлет-анализом, для выделения слабых сигнальных паттернов из зашумленных радиоданных.

Программа была обучена распознавать характерные следы, создаваемые узкополосными сигналами, изменяющими частоту, после чего дополнительные проверки отфильтровывали вероятные наземные помехи.

Первоначально система отобрала 139 127 сигналов. Последующие этапы фильтрации и проверки на помехи сократили это огромное количество до двух сигналов, которые исследователи сочли особенно примечательными.

Один из них, обнаруженный в направлении звезды Kepler-438, уже был идентифицирован в ходе более раннего анализа и в конечном итоге исключен как помеха со стороны Земли.

Второй объект был новым – и он прибыл из особенно привлекательной планетной системы.

K2-155 — это красный карлик, вокруг которого известны три экзопланеты, похожие на суперземли, и самая дальняя из них, планета радиусом в 1,6 раза превышающим радиус Земли, расположена недалеко от обитаемой зоны звезды, где жидкая вода может существовать на поверхности, не замерзая и не испаряясь.

В глубине данных FAST, полученных от K2-155, был обнаружен сигнал под названием NBS 260108.

На частоте 1148,4167 мегагерц сигнал был узким, дрейфовал и появлялся только в луче, направленном на К2-155. Он соответствовал всем трем критериям и мог быть отнесен к категории «кандидат на техносигнатуру».

Но, увы, не очень сильный.

Сигнал отчетливо проявлялся только в одном поляризационном канале, а аналогичные сигналы на близких частотах наблюдались при наблюдениях трех других звезд — это указывает на возможное влияние земных или инструментальных помех.

Однако исследователи не смогли точно определить, что именно его вызвало.

В настоящий момент NBS 260108 остается несекретным, и его земное или инструментальное происхождение считается более вероятным, чем внеземное.

Даже если это снова будем только мы, ученые извлекут из этого опыта урок – усовершенствование процессов SETI, которое сделает будущие поиски более эффективными.

И знаете что? Мы занимаемся этим совсем недавно. Люди готовят еду около 300 000 лет, но только в прошлом столетии мы смогли исследовать небо в поисках признаков инопланетных технологий.

Если где-то там, в космосе, нас зовут инопланетяне, то, конечно же, рано или поздно мы найдем подходящий ответный звонок.