SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) — это программа и научное направление, занимающееся поиском внеземных цивилизаций. Основная цель SETI — обнаружение искусственных радиосигналов или других признаков разумной жизни за пределами Земли.
Мы не можем не задумываться о том, что где-то во Вселенной есть жизнь. Любой намек на биосигнатуру или даже слабое событие, похожее на техносигнатуру, отвлекает наше внимание от суматошных повседневных дел. В 1984 году наши тоскливые поиски обрели конкретную форму - SETI, «Поиск внеземного разума».
К сожалению, а может быть, и к счастью, SETI так ничего и не обнаружила. Недавно ученые использовали новую мощную систему данных для повторного изучения данных о миллионе космических объектов и все равно остались с пустыми руками. Научились ли они чему-нибудь в результате этой попытки?
В этой работе использовалась система COSMIC, которая расшифровывается как Commensal Open-Source Multimode Interferometer Cluster. Это система обработки сигналов и алгоритмов, подключенная к радиоастрономической обсерватории Karl G. Jansky Very Large Array (VLA). По словам представителей SETI, она предназначена для «поиска сигналов в Галактике, соответствующих нашим представлениям об искусственном радиоизлучении». "Современная астрономия генерирует огромные объемы данных, и для их обработки необходимы алгоритмы и автоматизированная обработка. На данный момент COSMIC наблюдал более 950 000 объектов, и результаты этой работы представлены в новой статье. Она называется "Крупномасштабный поиск техносигнатур COSMIC во время обзора неба VLA: Описание исследования и первые результаты" и будет опубликована в журнале The Astronomical Journal. Ведущий автор - Ченоа Тремблей из SETI.
«Место человечества во Вселенной и существование жизни - один из самых глубоких и распространенных вопросов в астрономии и обществе в целом», - пишут авторы. «На протяжении всей истории человечества люди восхищались ночным звездным небом».
В наш современный технологический век мы удивляемся не только глазами, но и с помощью мощных телескопов. Karl G. Jansky Array - один из таких телескопов, хотя на самом деле это 28 радиотарелок, работающих вместе как интерферометр. Каждая из них - 25 метров в поперечнике, и все они установлены на подвижных основаниях, которые маневрируют по железнодорожным путям. Это позволяет изменять радиус и плотность системы, чтобы сбалансировать угловое разрешение и чувствительность.
Массив используется для наблюдения за такими астрономическими объектами, как квазары, пульсары, остатки сверхновых и черные дыры. Она также используется для быстрого поиска признаков радиопередач в триллионах систем.
В настоящее время VLA участвует в программе VLA Sky Survey (VLASS), долгосрочной попытке обнаружить переходные радиосигналы на всем видимом небе. Элегантность системы COSMIC заключается в том, что она может «идти рядом» с VLASS. «COSMIC был разработан, чтобы обеспечить автономный конвейер в реальном времени для наблюдения и обработки данных для одного из крупнейших на сегодняшний день экспериментов по поиску внеземного разума», - пишут авторы.
Одна из проблем, с которой сталкивается современная астрономия, - это огромный объем данных. Астрономов и студентов не хватает, чтобы справиться с ними". «Идея заключается в том, что мы получаем все большее количество данных, которые необходимо сортировать новыми способами, чтобы найти информацию, представляющую научный интерес», - пишут авторы. «Разработка алгоритмов для эффективного поиска данных - сложная часть поиска признаков технологий за пределами нашей Солнечной системы».
COSMIC - это конвейер цифровой обработки сигналов, через который проходят данные VLASS. Он ищет сигналы, временные и спектральные характеристики которых соответствуют нашим представлениям о том, как должен выглядеть искусственный технологический сигнал.
В небе полно радиосигналов от астрофизических объектов. Чтобы сигнал можно было считать техносигнатурой, он должен быть узкополосным, а его частота должна меняться со временем в результате эффекта Доплера. Это все еще оставляет потенциально миллионы совпадений. Исследователи вынуждены делать другие предположения о том, что может представлять собой техносигнатура, и COSMIC отфильтровывает сигналы, основываясь на этих предположениях. «В этом конвейере внеземные техносигнатуры характеризуются набором предположений и условий, которые, если не выполняются, используются для исключения совпадений, не соответствующих этим предположениям», - пишут Тремблей и ее соавторы. «Результатом такого поиска является база данных »попаданий« и небольшие вырезки данных о напряжении с фазовой коррекцией для каждой антенны вокруг „попаданий“, называемые »почтовыми марками".
COSMIC проверил более 950 миллионов объектов в космосе на наличие техносигнатур и ничего не нашел. Но это не страшно. Ученые SETI все равно извлекли пользу из этой работы, протестировав свою систему.
«Как показано на <Рисунке 15>, за последние 11 месяцев работы COSMIC наблюдал более 950 000 полей и быстро становится одним из крупнейших экспериментов SETI, когда-либо созданных», - пишут авторы.
Хотя COSMIC наблюдал почти 1 миллион источников, исследователи сосредоточились на небольшом подмножестве, чтобы тщательно протестировать систему постобработки. В тестовом поле, состоящем из 30 минут данных, они искали 511 звезд из каталога Gaia. "В ходе этого поиска не было выявлено никаких потенциальных технопризнаков, - пишут авторы.
Однако это только начало и является успешным испытанием системы". В будущем работа с COSMIC станет более быстрой и автоматизированной, что необходимо для управления огромным объемом данных в современной астрономии.
«Эта работа в целом представляет собой важную веху в нашем поиске», - пишут авторы в заключении своей статьи. «В условиях быстро растущей базы данных нам нужны новые методы сортировки данных, и в этой работе описан быстрый и жизнеспособный механизм фильтрации».