Nová technika bude přesněji detekovat signály ET z vesmíru

Výzkumníci vyvinuli novou techniku ​​pro lepší detekci mimozemských rádiových signálů odstraněním rušení způsobeného zařízeními na Zemi. Doufáme, že tato technika povede k objevení prvních důkazů života mimo naši planetu.

Hledání mimozemské inteligence (SETI) si klade za cíl odhalit důkazy technologických civilizací – technosignatury – jinde ve vesmíru. Rádiové frekvence, z celého elektromagnetického spektra, jsou dobrým kandidátem pro zachycení technosignatur. Od prvního specializovaného rádiového vyhledávání technosignatur v roce 1961 se experimenty SETI značně rozšířily, aby pokryly větší frekvenční pásma, vyšší rozlišení a další typy signálů.

Projekt Breakthrough Listen (BL) založený na Kalifornské univerzitě v Berkeley je dosud nejkomplexnějším vyhledávacím programem SETI, který pozoruje vesmír pomocí velké šířky pásma na zařízeních, jako je Green Bank Telescope (GBT) v Západní Virginii a Parkes Murriyang Telescope v Nový Jížní Wales.

Problém s používáním pozemských radioteleskopů je ten, že jsou náchylné k pozemnímu a satelitnímu rádiovému rušení. Mobilní telefony, mikrovlnky, automobilové motory a satelity Starlink společnosti SpaceX dokážou produkovat záblesky, které napodobují technopodpis a vydávají falešný poplach. Nyní vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley vyvinuli novou techniku ​​pro snížení tohoto typu rušení.

„Myslím, že je to jeden z největších pokroků v rádiu SETI za dlouhou dobu,“ řekl Andrew Siemion, jeden ze spoluautorů studie. „Je to poprvé, kdy máme techniku, která, pokud máme pouze jeden signál, by nám potenciálně mohla umožnit vnitřně jej odlišit od vysokofrekvenčního rušení. To je docela úžasné, protože pokud vezmete v úvahu něco jako Wow! signál, ty jsou často jednorázové.“

Páni! signál byl silný 72sekundový signál zachycený radioteleskopem Big Ear Radio Telescope Ohio State University v roce 1977. Je tak pojmenován, protože když jej astronom Jerry Ehman zahlédl na počítačovém výtisku o několik dní později, načmáral „Wow!“ červeným perem přes stránku. Zatímco o původu signálu se spekulovalo, ale zatím nebyl identifikován, Wow! signál zůstává nejsilnějším kandidátem na ET rádiový přenos, jaký byl kdy zjištěn. Od té doby nebyl pozorován.

„První detekce ET může být velmi dobře jednorázová, kdy vidíme pouze jeden signál,“ řekl Siemion. „A pokud se signál neopakuje, nemůžeme o tom mnoho říci.“ A samozřejmě, nejpravděpodobnějším vysvětlením pro to je vysokofrekvenční rušení, stejně jako nejpravděpodobnější vysvětlení pro Wow! signál. Mít tuto novou techniku ​​a přístrojové vybavení schopné zaznamenávat data s dostatečnou věrností, takže můžete vidět účinek mezihvězdného média neboli ISM, je neuvěřitelně mocné.

Přirozené kosmické zdroje rádiových vln produkují široký rozsah vlnových délek neboli širokopásmové rádiové vlny. Naproti tomu technologické civilizace, jako je ta naše, produkují úzkopásmové signály. Představte si to jako rozdíl mezi statickým rádiem a naladěnou rozhlasovou stanicí. Dosud nebyly potvrzeny žádné úzkopásmové rádiové signály pocházející mimo naši sluneční soustavu. Rádiový signál nazvaný BLC1 (Breakthrough Listen Candidate 1), zachycený Parkesovým dalekohledem v roce 2019, byl původně považován za úzkopásmový signál pocházející ze systému Proxima Centauri, ale jak se ukázalo, byl pravděpodobně způsoben interferencí lidské techniky.

Vědci z UC Berkeley si uvědomili, že protože úzkopásmové signály musí na Zemi cestovat mezihvězdným prostorem, měly by vykazovat pozorovatelné rysy, které by je odlišily od signálů ze Země. Minulé výzkumy ukázaly, že studená plazma v mezihvězdném prostředí (ISM) ovlivňuje rádiové signály ze zdrojů, jako jsou pulsary, což způsobuje jejich vzestup a pokles amplitudy – scintilaci – v průběhu času. Zemská atmosféra produkuje podobnou scintilaci; to je důvod, proč se bod optického světla z hvězd třpytí. Planety, které nejsou bodovými zdroji světla, se netřpytí.

Vyvinuli tedy počítačový algoritmus, který analyzuje scintilaci úzkopásmových signálů se zaměřením na ty, které stmívají a zesvětlují po dobu kratší než minutu, což naznačuje, že prošly ISM.

Výzkumníci testují svou novou techniku ​​pomocí GBT v Západní Virginii a doufají, že vyřadí technopodpisy z rádiových signálů na Zemi.

„Možná dokážeme identifikovat tento efekt v rámci jednotlivých pozorování a vidět ten útlum a zjasnění a vlastně říci, že signál tímto efektem prochází,“ řekl Bryan Brzycki, hlavní autor studie. „Je to další nástroj, který máme nyní k dispozici.“

Nová technika bude užitečná pouze pro signály pocházející více než asi 10 000 světelných let od Země, protože signál musí projít dostatečným množstvím ISM, aby ukázal detekovatelnou scintilaci.

Výzkumníci říkají, že v budoucnu by začlenění strojového učení do jejich vyhledávací techniky mohlo pomoci při identifikaci úzkopásmových zdrojů scintilace odfiltrováním širokopásmových emisí.

Studie byla zveřejněna v The Astrophysical Journal.

Zdroj: UC Berkeley