K2-18b: Астрономы не обнаружили инопланетных сигналов с «Гицеанского мира»

Мир - Информационное агентство Эхбари

K2-18b: Астрономы не обнаружили инопланетных сигналов с «Гицеанского мира»

Поиск жизни за пределами Земли всегда будоражил воображение человечества, подталкивая научные исследования к самым отдаленным уголкам Вселенной. Среди множества открытых миров экзопланета K2-18b стала особенно интригующей целью для поиска внеземного разума. Расположенная в 124 световых годах от нас, в созвездии Льва, K2-18b привлекла значительное внимание, поскольку она находится в обитаемой зоне своей звезды-хозяина, красного карлика. Измерения, проведенные космическим телескопом Джеймса Уэбба, показали, что ее атмосфера богата углекислым газом и метаном. Эти особенности делают ее одним из главных кандидатов на звание «Гицеанского мира» — планеты, где плотная, богатая водородом атмосфера покрывает глобальный океан жидкой воды.

Такой убедительный профиль, естественно, поставил K2-18b на первое место в списке целей для исследователей программы SETI (Поиск внеземного разума). В рамках беспрецедентной наблюдательной кампании ученые SETI направили два самых мощных радиотелескопа в мире — Очень Большой Массив имени Карла Г. Янского (VLA) в Нью-Мексико и радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке — на систему K2-18b. Их целью было прослушать любые искусственные узкополосные радиосигналы, которые могли бы указывать на присутствие развитой цивилизации. Однако недавняя статья, доступная в виде препринта на arXiv, показывает, что, несмотря на обработку миллионов потенциальных сигналов, на планете, вероятно, нет искусственных узкополосных радиосигналов, эквивалентных нашему технологическому уровню.

Строгость космического прослушивания: передовая фильтрация в радиоастрономии

Процесс идентификации слабого внеземного сигнала среди какофонии космического и земного шума представляет собой огромную проблему. Эта работа требует не только передового оборудования, но и сложных вычислительных методов. Астрономы называют программные фильтры и логику, применяемые после сбора данных, «конвейером данных», и его роль является первостепенной, особенно в радиоастрономии. Земные сигналы, от мобильных телефонов до спутников, составляют подавляющее большинство радиопомех, улавливаемых этими чувствительными приборами. Для отсеивания этого шума необходимы передовые алгоритмы фильтрации, такие как система Commensal Open-Source Multi-Mode Interferometer Cluster, используемая VLA, и система Breakthrough Listen User Supplied Equipment (BLUSE), используемая MeerKAT. Оба являются критически важными компонентами любой современной радиоастрономической программы.

Человеческий фактор остается решающим в определении логики этих процессов фильтрации. В исследовательской статье подробно описаны пять различных ограничений, наложенных на собранные данные для тщательного отбора потенциальных инопланетных техноподписей. Первое включало маскирование радиочастотных помех (RFI). По сути, все данные от сигналов, попадающих в полосы частот, которые, как известно, сильно загрязнены земными помехами, были удалены. Этот прагматичный подход признает, что если инопланетная цивилизация вещала бы на этих конкретных, шумных каналах, то нынешние наземные методы не смогли бы их обнаружить, что потребовало бы альтернативных стратегий, таких как радиотелескоп на обратной стороне Луны.

Второй критерий фильтрации был сосредоточен на эффектах Доплера. Подобно тому, как высота сирены скорой помощи меняется по мере ее приближения или удаления, радиосигналы, проходящие между планетами, демонстрируют заметные доплеровские сдвиги. Любой сигнал, практически не имеющий доплеровского изменения, немедленно отбрасывался, поскольку он мог исходить только с Земли, а не с далекой экзопланеты. Третий, и, возможно, наиболее обсуждаемый, логический выбор фильтрации заключался в исключении всех сигналов с отношением сигнал/шум (ОСШ) менее 10 или более 100. Хотя это устранило чрезвычайно слабые ложные срабатывания, а также сильные инструментальные артефакты данных, обычно наблюдаемые только в одной антенне, это также могло привести к исключению относительно слабых, но реальных сигналов.

Четвертая использованная методика — многолучевой анализ. В ходе наблюдений телескопы формировали когерентные «лучи» по небу. Один луч был направлен непосредственно на K2-18b, а другой — в другое место. В этих случаях сигнал, исходящий от экзопланеты, должен был появиться только в луче, направленном непосредственно на нее, в то время как земные помехи проникали бы в несколько лучей одновременно, что позволяло их идентифицировать и удалять. Наконец, была рассмотрена окончательная проверка с помощью транзитной фильтрации, хотя она не потребовалась для данного исследования из-за времени наблюдений. Предполагается, что любой сигнал, действительно исходящий от K2-18b, должен временно исчезнуть, когда планета проходит за своей родительской звездой — событие, известное как вторичный транзит. Поскольку такого транзита не произошло во время окна наблюдения, этот конкретный фильтр не применялся.

Нулевой результат, научный триумф: путь к будущим открытиям

Результат этого обширного поиска был ясен: несмотря на анализ миллионов потенциальных сигналов в течение всего окна наблюдений, ни один из них не прошел эти строгие фильтры. В узкополосном радиоспектре K2-18b не было обнаружено никаких определенных техноподписей. Хотя «отрицательный» результат может сначала показаться некоторым разочаровывающим, на самом деле он является бесценным вкладом в научное понимание. Тщательно сканируя планету и подтверждая отсутствие обнаруживаемых сигналов, исследователи могут установить «верхние пределы» мощности любого потенциального передатчика из этой системы. С практической точки зрения, любая гипотетическая инопланетная цивилизация на K2-18b не вещает с мощностью, превышающей мощность разрушенного радара Аресибо в Пуэрто-Рико.

Помимо конкретных результатов для K2-18b, возможно, самым значительным достижением этого исследования является успешное доказательство концепции их автоматизированной системы фильтрации. Ручная обработка миллионов сигналов, обнаруженных двумя чрезвычайно мощными телескопами, была бы невыполнимой задачей. Эта проверенная методология имеет решающее значение для будущего SETI. По мере ввода в эксплуатацию еще более крупных радиотелескопов, таких как Square Kilometer Array, эти усовершенствованные методы будут незаменимы для эффективного анализа беспрецедентных объемов данных, которые они будут собирать. Хотя K2-18b пока молчит, постоянное совершенствование наших возможностей прослушивания означает, что если она когда-либо начнет «говорить» с нами, человечество будет все лучше подготовлено к тому, чтобы услышать.

Информационное агентство Эхбари