Чи є життя поза Землею? Це питання виявилося одним із найскладніших у науці. Незважаючи на, здавалося б, безмежний простір Всесвіту, що передбачає наявність потенціалу для рясного життя, величезні відстані між зірками роблять пошук схожим на пошук голки в космічному стозі сіна.
Пошук позаземного розуму (SETI) є розділом астрономії, присвяченим пошуку позаземного життя шляхом пошуку незвичайних сигналів, які називаються техносигнатурами. Ідентифікація техносигнатури не просто означатиме існування життя, але конкретно вказуватиме наявність розумного життя з допомогою передових технологій. Проте 60 років пошуків поки що не вистачає. Але зараз ми із колегами почали досліджувати раніше невивчений діапазон частот.
Оскільки значна частина такої технології генерує сигнали, які добре помітні на радіочастотах, зосередження на цих довжинах хвиль служить логічною відправною точкою в пошуках потенційного позаземного розуму. Попередні дослідження техносигнатури включали лише діапазон радіочастот понад 600 МГц, залишаючи нижчі частоти практично невивченими. І це незважаючи на той факт, що повсякденні служби зв’язку, такі як управління повітряним рухом, морське аварійне мовлення та FM-радіостанції, випромінюють цей тип низькочастотного випромінювання на Землю.
Причина, чому його не досліджено, полягає в тому, що телескопи, які працюють на цих частотах, досить нові. А радіохвилі нижчої частоти мають меншу енергію, тобто виявити їх складніше.
У нашому підсумковому опитуванні ми вперше наважилися на ці частоти.
Low Frequency Array (Lofar) — це найчутливіший у світі низькочастотний телескоп, який працює в діапазоні 10-250 МГц. Він складається з 52 радіотелескопів, які розкидані по всій Європі. Ці телескопи можуть досягати високої роздільної здатності, якщо використовувати їх в унісон.
Однак у нашому дослідженні були використані лише дві з цих станцій: одна розташована в Біррі, Ірландія, а інша – в Онсалі, Швеція. Ми обстежили 44 планети, що обертаються навколо інших зірок, ніж наше Сонце, які були ідентифіковані супутником NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite. Протягом двох літніх періодів ми сканували ці планети на частотах від 110 до 190 МГц за допомогою наших двох телескопів.
Спочатку це не здається великою кількістю цілей, але низькочастотне спостереження може похвалитися великою перевагою в тому, що воно має великі поля зору порівняно з його високочастотними аналогами. Це тому, що площа неба, що покривається, зменшується з вищими частотами.
У випадку з Лофаром ми охопили 5,27 квадратних градусів неба для кожного наведення наших телескопів. Кульмінацією цього стало 36 000 цілей на телескоп — або загалом понад 1 600 000 цілей, якщо перевірити, які інші зірки знаходяться поблизу, а також включити їхні планети.
Заважаючі сигнали
Пошук техносигнатур із космосу представляє значну проблему — ті самі техносигнатури всюдисущі на Землі. Це є перешкодою, оскільки телескопи в цих пошуках мають рівні чутливості, які можуть виявляти сигнали, такі як телефонний дзвінок, з половини сонячної системи.
Отже, зібрані дані переповнені тисячами сигналів, що надходять із Землі, що створює значні труднощі в ізоляції та ідентифікації сигналів, які можуть мати позаземне походження. Необхідність просіювати цей великий і галасливий набір даних ускладнює пошук.
Ми запропонували інноваційний підхід до пом’якшення таких радіочастотних перешкод, який називається методом «відхилення збігів». Це враховує локальне радіовипромінювання кожного з наших телескопів. Наприклад, якщо я використовую телефон поблизу телескопа в Ірландії, щоб зателефонувати своєму керівнику, той самий дзвінок не відображатиметься в даних у Швеції, і навпаки (переважно тому, що телескоп спрямований не в наш бік, це вказуючи на кандидата на екзопланету).
Отже, ми вирішили включити сигнатури в набір даних, лише якщо вони демонстрували одночасну присутність на обох станціях, що свідчить про те, що вони походять з-за меж Землі.
Таким чином ми звели до нуля тисячі сигналів кандидатів. Це означає, що під час наших пошуків ми не знайшли жодних ознак розумного життя, але ми тільки почали — і, ймовірно, там буде величезна кількість планет, схожих на Землю. Знання того, що метод відхилення випадковостей працює з високим рівнем успіху, може бути ключовим у тому, щоб допомогти нам виявити життя на одній із цих планет у майбутньому.
Існує багато шляхів просування вперед для пошуку техносигнатури на низьких частотах. На цей час проводиться сестринське дослідження (Nenufar), яке працює на частоті 30-85 МГц. Разом з цим подальші спостереження Лофара збільшать обсяг дослідження в десять разів протягом наступного року. Зібрані дані також використовуються для дослідження астрономічних об’єктів, відомих як пульсари, швидкі радіосплески, радіоекзопланети тощо. На щастя, ми лише на початку довгої подорожі. Я не сумніваюся, що знайдеться багато дивовижних речей. І якщо нам пощастить, ми можемо отримати найбільшу винагороду: якусь компанію у космосі.