Новое исследование предлагает интересный подход к давней научной задаче поиска разумной жизни за пределами Земли. Вместо того чтобы забрасывать широкую сеть предположений по всему космосу, исследователи из Университета штата Пенсильвания и Лаборатории реактивного движения НАСА предлагают более целенаправленную стратегию: искать инопланетные цивилизации так же, как они, возможно, ищут нас. Проанализировав наши сигналы, посылаемые в дальний космос, они выявили определенные закономерности, которые могут помочь в поиске внеземного разума (SETI). В их статье, которая будет опубликована в The Astrophysical Journal Letters, утверждается, что ключ к разгадке может заключаться в поиске «побочных эффектов» от обычных межпланетных переговоров.
Что такое SETI?
Поиск внеземного разума, или SETI, — это научная область, целью которой является поиск свидетельств существования технологически развитой жизни за пределами Земли. Этот поиск начался в 1960 году, когда астроном фрэнк Дрейк направил радиотелескоп на две ближайшие к нам звезды, похожие на Солнце, в надежде уловить случайный сигнал. Несмотря на то, что первые поиски, проект "Озма" не увенчались успехом, они положили начало глобальным исследованиям, которые продолжаются уже более шестидесяти лет. Исследователи из проекта SETI исходят из предположения, что если другие разумные виды существуют, то они могут использовать технологии, например радиоволны, которые мы можем обнаружить.
Первые попытки поиска внеземных цивилизаций были спорадическими и ограничивались имеющимся оборудованием. Эта область начала активно развиваться благодаря таким проектам, как телескоп «Биг-Эр» в Университете штата Огайо, который в 1977 году зафиксировал знаменитый "Вау!" сигнал— мощный узкополосный радиосигнал, который до сих пор считается возможным сигналом внеземного происхождения. С годами поиск этих «техносигнатур» стал более изощренным. Помимо прослушивания радиосигналов или поиска лазерных импульсов, современный SETI также рассматривает возможность поиска признаков крупномасштабной инженерии, таких как отработанное тепло от сферы Дайсона, построенной для окружения звезды, или даже промышленных загрязняющих веществ в атмосфере экзопланеты. Появление мощных компьютеров позволило автоматизировать анализ огромных объемов данных, чтобы отсеять космический шум.
Изучение нашего космического следа
Новый метод, предложенный группой ученых под руководством аспиранта Пенсильванского университета Пинчена Фана, переворачивает с ног на голову традиционный подход к поиску внеземных цивилизаций. Вместо того чтобы гадать, откуда могут вестись передачи инопланетян, ученые задаются вопросом: если бы далекая цивилизация искала нас, что бы она увидела? Логика такова: поняв, как мы сами передаем информацию, мы сможем целенаправленно искать другие цивилизации, которые ведут себя аналогичным образом. Чтобы установить отправную точку, исследователи проанализировали данные за 20 лет, полученные с помощью Сети дальней космической связи (Deep Space Network, DSN) НАСА. DSN — это наш планетарный коммутатор, глобальная система антенн, которая отправляет команды на межпланетные космические аппараты и получает от них данные. Исследование показало, что наши передачи не распределяются случайным образом, а имеют четкую направленность и предсказуемость.
Самые мощные и устойчивые сигналы человечества направлены на наших роботов-исследователей. Мы постоянно общаемся с космическими аппаратами на Марсе, Юпитере и других планетах. Поскольку наша Солнечная система довольно плоская, а большинство планет образовались из одного и того же вращающегося диска из газа и пыли, наши сигналы, как правило, ориентированы в плоскости этого диска. Как отметили исследователи, подавляющее большинство наших сигналов в дальнем космосе распространяется в пределах 5 градусов от плоскости земной орбиты. Эти радиосигналы мощные и сфокусированные, но не полностью изолированные. Когда сигнал преодолевает миллионы километров, он рассеивается, и значительная его часть «переливается» в пространство за целью.
Это создает предсказуемую техносигнатуру для любых удаленных наблюдателей, которые случайно окажутся на одной линии с нами и нашей целью — планетой. Исследование дает наглядную количественную оценку: если бы внеземной разум находился в точке, откуда можно наблюдать за сближением Земли и Марса, то с вероятностью 77 % он оказался бы на пути одного из наших сигналов. Таким образом, наиболее вероятным временем обнаружения цивилизации на Земле являются периоды предсказуемого сближения планет.
Стратегия планетарного выравнивания
Если инопланетная цивилизация исследует космос таким же образом, ее способы коммуникации могут быть схожи с нашими. Скорее всего, они тоже будут посылать сфокусированные сигналы на свои космические аппараты. Самый распространенный метод обнаружения экзопланет — метод транзитной фотометрии, который позволяет зафиксировать небольшое затемнение звезды, когда перед ней проходит планета. Это возможно только в том случае, если мы наблюдаем за системой с ребра. Таким образом, метод транзитной фотометрии естественным образом отбирает системы, которые уже находятся в геометрическом положении, необходимом для наблюдения за их планетами.
Ученые рассчитали практический предел расстояния, на котором можно обнаружить наш сигнал связи. Инопланетная сеть, аналогичная нашей, может быть обнаружена таким оборудованием, как радиотелескоп Грин-Бэнк, на расстоянии около 23 световых лет, что станет ещё одним важным фильтром для поиска.
Стратегия в действии: поиск TRAPPIST-1
Исследователи уже применили этот метод к одной из ближайших и наиболее известных систем, отвечающих этим критериям, — TRAPPIST-1. В этой системе семь каменистых экзопланет, расположенных близко к своей звезде, что делает ее идеальной лабораторией для применения этого метода. Команда исследователей наблюдала за системой во время семи прогнозируемых «затмений планет планетами», или ППП, — в те моменты, когда одна планета проходила перед другой с нашей точки наблюдения. Тщательно отфильтровав миллионы потенциальных сигналов, исследователи пришли к нулевому результату: они не обнаружили никаких свидетельств сигналов нечеловеческого происхождения. Собственно было бы крайне самонадеянно ожидать положительного результата, но метод вполне рабочий.
Тем не менее новый подход вызывает некоторые сомнения. Жан-Люк Марго, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который руководит поиском внеземных цивилизаций с помощью телескопа Грин-Бэнк, считает, что с большей вероятностью успех будет сопутствовать цивилизации, которая намеренно «рекламирует свое присутствие» с помощью радиомаяка. Согласно этой точке зрения, искать нужно «по всему небу, независимо от расположения планет». Марго называет стратегию поиска по расположению планет «разумной», но отмечает, что ее недостаток в том, что она ограничивает поиск «очень небольшой частью неба». Однако он смягчает эту критику, заявляя, что «в поиске внеземных цивилизаций никогда не бывает гарантий, поэтому имеет смысл использовать различные методы поиска». Его команда уже проверила около 68 000 звезд на наличие искусственного сигнала.
И хотя наш каталог систем, соответствующих строгим критериям метода выравнивания, пока невелик, ситуация может кардинально измениться с предстоящим запуском космического телескопа Ненси Грейс Роман от NASA. Ожидается, что этот телескоп откроет 100 000 новых экзопланет, что даст новые возможности для поиска внеземных цивилизаций.