Астрономите въвеждат нови технологии в стремежа да отговорят на един от най-интригуващите изследователски въпроси: Сами ли сме във Вселената?

Снимка: ZHENGZAISHURU / ISTOCK / GETTY IMAGES PLUS

За около седмица през 1960 г. радиоастрономът Франк Дрейк смята, че може би е открил извънземни. Той насочва новия 26-метров телескоп на Националната обсерватория за радиоастрономия към звездата Епсилон Еридани на 8 април същата година и след минути инструментите се развихрят. Устройството за четене на телескопа – грамофон, който използва химикалка, за да чертае линиите на входящите сигнали върху хартия – започва да подскача с резки движения. Един от радиоговорителите, свързан с телескопа, възпроизвежда поредица от силни импулси – точно такъв вид предаване, каквото може да се очаква от интелигентен подател. Дрейк остава смаян. Действително ли е толкова лесно да се откриват извънземни?

Оказва се, че не е. Няколко дни след като телескопът засича този сигнал, радио антена, насочена в различна посока, също улавя такъв шум. Сигналът изобщо не е космически, а  от съвсем земен източник – най-вероятно самолет.

Но все пак този първи поход в търсенето на извънземен разум (или SETI) предизвика все по-големи усилия и надежди за издирване на други интелигентни същества сред звездите. А сега, с последните открития в астрономията, новите технологии и притока от нови пари, SETI е в ренесанс.

“Наистина е трудно да се опише колко много се е трансформирало това поле на действие през последните няколко години”, казва Андрю Саймиън, директор на изследователския център SETI в Бъркли към Калифорнийския университет.

По-големите и по-мощни телескопи сондират по-дълбоко в нощното небе. Сложните изчислителни инструменти пренасят масивни набори от данни за нарастващия брой звезди, използвайки по-широк диапазон от честоти. Обсерваториите по света извършват редовни наблюдения като част от Breakthrough Listen – едно начинание на стойност 100 милиона долара, финансирано от руските милиардери Юри и Юлия Милнър за провеждането на най-всеобхватното издирване на извънземни цивилизации досега.

До момента учените от SETI не са засекли нищо друго освен радио мълчание. Все пак те не са обезсърчени. Претърсили са само малка част от местата, където извънземният разум би могъл да се крие. Според Саймиън колективната наблюдателна сила на SETI ще направи учените 1000 пъти по-ефективни, в издирването на извънземен разум, през това десетилетие, отколкото са били през 2010 г. и това сега, е “време на бум за SETI“.

В продължение на десетилетия ловът на извънземни крета по периферията на научните учреждения, разглеждан от много изследователи като „странно, бутиково занимание, което всъщност не е астрономия“, казва Саймиън. Краткотрайното федерално финансиране на САЩ рязко приключва през 1993 г., след което “SETI преминава в нелегалност и стана твърде изолиран“.

Профилът на SETI обаче се променя, тъй като нашето разбиране за Вселената се развива. Когато Дрейк прави своите наблюдения, човечеството все още не е било наблюдавало планети около други звезди. Докато само през последното десетилетие сме открили хиляди екзопланети, което дава нова сила и достоверност на аргументите, че животът извън Земята е напълно възможен.

През февруари Breakthrough Listen пусна най-големия запас от наблюдения на SETI за анализ на членовете на астрономическата общност. Наборът от данни, събран от радиотелескопа Паркърс в Австралия, телескопа Грийн банк в Западна Вирджиния и автоматизирания планетарен търсач в Калифорния, включва изследване на радиоемисиите от диска на Млечния път и региона около неговата основна супермасивна черна дупка.

“Смятам, че центъра на галактиката е много вълнуващ за откриването на развити извънземни цивилизации“, казва Саймиън. Там той допуска, че би могло интелигентни извънземни същества да построят изключително мощен радиопредавател, зареждан от супермасивната черна дупка на Млечния път.

За да намерят извънземни цивилизации, работещи с по-скромно радио оборудване, сравнимо с нашето собствено, търсачите се оглеждат към по-близките ни звезди. Това е подходът, който София Шейк, астроном от Пенсилвания, използва при анализа на наблюденията от Breakthrough Listen за 20 от звездните съседи на Слънцето. Всички тези звезди са разположени по благоприятен начин спрямо Земята, така че евентуалните извънземни в близост до тях да могат лесно да видят нашата планета, обикаляща около Слънцето – по същия начин, както телескопите като TESS засичат екзопланетите. Следователно тези хипотетични извънземни имат възможност да открият съществуването на Земята и да насочат съобщение към нашата планета.

Шейк и колегите й засега удрят на камък с търсенето. “Отчитането на нищожни резултати не е забавно“, коментира тя своя анализ, публикуван в Astrophysical Journal. Но той все пак казва на други астрономи “това конкретно пространство вече е претърсено, така че отидете да търсите някъде другаде“, добавя тя. 

В последно време много нови обсерватории се присъединяват към Breakthrough Listen и започват интензивно претърсване на редица други места през следващите няколко години.
Когато повече очи гледат към небето, шансовете на SETI да открие, това което търси се увеличават. Но докато телескопите трупат масиви от данни, се увеличава и трудоемкостта на тяхното анализиране. 

Често в радиоастрономията “най-интересните открития не са направени на първия или втория или дори на третия анализ на набора от данни“, уточнява Саймиън. 

В SETI разработването на техники за по-добро разграничаване на потенциалните извънземни сигнали от радиосмущенията, предизвикани от земните технологии, е едно дългогодишното предизвикателство. Учените от SETI обикновено търсят същия вид плътни, ясно дефинирани радиосигнали, каквито излъчва и създадената от човека електроника. Такива сигнали са лесно различими от радиовълните, идващи от природни източници, като звезди или галактики, които са склонни да се променят бавно с течение на времето или да се разстилат на други честоти. Но това означава, че учените трябва да преценят дали всички обещаващи сигнали, които засичат, идват от дълбините на космоса или от някой близък мобилен телефон или сателит.

Един от начините е да се насочи телескоп към даден обект, като звезда, а след това на някъде другаде. Всички радиосигнали, които се появяват, когато телескопът е насочен в двете посоки, най-вероятно са предизвикани от човешка дейност радиосмущения. Конвенционалните компютърни алгоритми откриват промените между наблюденията на звездата и другия произволен обект, като сравняват количеството енергия, засечено при всяко наблюдение. Но ако слаб извънземен сигнал се припокрива в небето със сигнали предизвикани от хората, основният енерго-засичащ алгоритъм може погрешно да подмине всичко, което вижда като земен шум.

Някои учени се надяват, че изкуственият интелект ще бъде по-ефективен от праволинейните алгоритми за откриване на фини разминавания между наблюденията на звезди и други обекти. Така че сега приоритетът на астрономите от изследователския център на Бъркли SETI, се съсредоточават в изучаването и разпознаването на радиосмущенията, предизвикани от човешките технологии. Като за целта разглеждат и сравняват хилядите наблюдения, събрани от телескопа Грийн банк. Използвайки вече придобитото си усещане за това как изглежда земно радиосмущение, те могат точно да разграничат предизвикан от човешка дейност шум, който е примесен с такъв идващ при наблюдения на звезда.

Въпреки че радиовълните, сега са основният фокус на SETI, те не са единственото средство за изпращане на междузвездни съобщения. Хипотетичните извънземни също биха могли да кодират информация в наносекундни лазерни импулси. Въпреки че лазерите за първи път бяха предложени като потенциални междузвездни предаватели през 1961 г., повечето търсения на SETI все пак са съсредоточени в радио комуникации – отчасти защото радиовълните са с ниска енергия и съответно по-ефективен начин за “пакетиране” на междузвездна поща.

Друг сравнително практичен вариант е да се използва оптична светлина за междузвезден сигнал, като бъде фокусирана върху тесен лазерен лъч. Бързите лазерни проблясъци ще бъдат засечени като сноп фотони, който удря телескопа наведнъж, за разлика от постоянния поток от входящи фотони от фоновата звездна светлина. 

В резултат на продължителността на наносекундата на лазерния импулс той може да засенчи околните звезди. Освен това никакви известни астрофизични източници не произвеждат наносекундни оптични разклонения, така че тук не може да има объркващо припокриване като при радиосигналите.

Оптичният подход на SETI обаче все още е в много ранна фаза на разработване спрямо радио подходът им, казва Шели Райт, астрофизик от Калифорнийския университет в Сан Диего. Но ако се използват в тандем с радио сканиране на небето, усилията на SETI могат да разширят търсенето чрез съвсем различен начин на комуникация.

През юли 2019 г. телескопният масив VERITAS в обсерваторията Уйпъл в Аризона се присъедини към Breakthrough Listen. Този телескопен квартет по принцип е създаден, за да наблюдава кратки проблясъци на синя “Черенковска“ светлина, генерирана от астрофизични гама лъчи, удрящи се в земната атмосфера. Но бързите му камери също са много подходящи за търсене на лазерни лъчи от извънземен източник.

Усилията за пробив на VERITAS включват както нови оптични звездни наблюдения, така и преглед на стари данни на същата телескопна група. 

Вече някои от тези анализи дават резултати, макар и донякъде разочароващи. Девет часа наблюдения, направени от 2009 до 2015 г. на звездата Таби – заподозряна, че крие извънземна мегаструктура в орбитата си, поради странното си периодично затъмняване – не откриват извънземни лазерни предаватели, пишат астрономите в Astrophysical Journal Letters през 2016 г.

Райт и колегите му се надяват драстично да разширят тези проучвания с нови удобства и оборудване. Докато предишните им търсения, включително и на VERITAS, са насочени към конкретни звезди само за по няколко минути, сега екипът на Райт изготви план за четири специализирани обсерватории на SETI, за да поддържа постоянно наблюдение за извънземни лазерни импулси през цялото видимо небе.

Тази концепция на обсерваторията, наречена PANOSETI, е описана на срещата на SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation в Остин, Тексас, през юли 2018 г. Всяка обсерватория ще бъде с купол, покрит с 88 обектива с оптични и близко-инфрачервени детектори. Една двойка обсерватории в Северното полукълбо ще следи северното небе, докато втора двойка на юг ще проверява и записва данни за южния небосклон.

Две обсерватории на две различни места трябва да следят една и съща част на небето, за да гарантират, че нищо, което е открила едната обсерватория, не е проблем или ефект, причинен от локално светлинно замърсяване, казва Райт – по същия начин двойка дългометражни детектори се обединяват в улавянето на космически гравитационни вълни. Двойната проверка на потенциалните открития е наложителна, тъй като би била абсолютно решаваща за да бъде доказано засичането на нещо необикновено като получаването на поздрав от интелигентна извънземна форма на живот.

Източник: sciencenews.org
Превод: Радослав Тодоров

-50% на Абонамента (Годишен и Вечен) | Най-голямото намаление на БГ Наука за 2024 г.