Ученые впервые провели масштабный прослушивающий поиск техносигнатур на высоких миллиметровых частотах с помощью обсерватории ALMA. Десятилетиями астрономы пылали надеждой поймать сигналы инопланетян на одной стандартной частоте, однако свежее исследование доказало необходимость полного пересмотра радиостратегии человечества.
Ошибка длиною в шестьдесят лет и иллюзия водного пункта
С самого зарождения проекта SETI в 1960-х годах ученые ориентировались на предельно узкий отрезок радиоспектра между 1,42 и 1,66 гигагерца. Этот диапазон получил романтическое название «водный пункт» (Water Hole).
Причина такой привязанности крылась в фундаментальной химии. На частоте 1,42 ГГц излучает нейтральный водород (H), а на 1,66 ГГц — гидроксильная группа (OH). Объединение этих компонентов дает воду — главную основу известной нам жизни. Фрэнк Дрейк и Карл Саган предполагали, что любая разумная цивилизация разглядит в этом совпадении универсальный космический код и установит межзвездный маяк именно там, где естественный шум Галактики минимален.
Однако эта концепция опиралась на антропоцентричное допущение, будто инопланетные инженеры мыслят категориями человеческой науки середины XX века. Человечество само почти отказалось от открытого АМ-радиовещания, перейдя на защищенные высокочастотные каналы, оптоволокно и направленные лазеры. Искать межзвездные цивилизации исключительно в «водном пункте» — все равно что пытаться связаться с владельцем современного смартфона через телеграфный аппарат.
Новая физика высоких частот и диапазон Банд 3
Астроном Луиза Мейсон из Центра астрофизики Джодрелл-Бэнк при Манчестерском университете вместе с коллегами из Лейдена и Института SETI предложила кардинально сменить частотную партитуру. В центре внимания исследователей оказались миллиметровые и субмиллиметровые волны с частотой в десятки и сотни гигагерц.
Для эксперимента использовались данные чилийского радиоинтерферометра ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), расположенного на плато Чахнантор в пустыне Атакама на высоте 5000 метров. Команда сосредоточилась на двух специфических частотных окнах в так называемой Полосе 3 (Band 3) — вокруг 90,642 ГГц и 93,151 ГГц. На этих сверхвысоких частотах космическая пыль и ионосферные помехи практически теряют свою разрушительную силу.
Главное преимущество миллиметрового диапазона заключается в плотности передаваемой информации. На частоте 90 ГГц можно передавать колоссальные массивы данных за доли секунды, а направленные антенны передатчиков требуют в разы меньших габаритов для создания узкого сосредоточенного луча.
Метод звездного прилова и математика первого эксперимента
Проведение прямого поиска техносигнатур на телескопе уровня ALMA стоит миллионы долларов, поэтому Луиза Мейсон применила остроумную методику «звездного прилова» (stellar bycatch).
Суть метода заключается в повторном анализе архивных данных, полученных при калибровке телескопа. Когда ALMA направляется на яркий астрономический объект для настройки приборов, в боковое поле зрения массива попадают случайные соседние звезды. Ученые отобрали 28 близлежащих звезд из звездного каталога Gaia DR3 и детально изучили их спектры на предмет искусственных узкополосных сигналов.
Исследователям пришлось решить сложнейшую математическую задачу — учёт высокой скорости доплеровского дрейфа частоты. На частотах порядка 90 ГГц даже незначительное вращение планеты или ее движение по орбите вызывает смещение радиоволны на десятки герц в секунду. Тем не менее алгоритмы обработки позволили установить жесткий предел: для ближайших звезд выборки минимальная эквивалентно-изотропно излучаемая мощность (EIRP) потенциального передатчика не превышает 7×1017 Ватт.
Сравнительный анализ двух эпох в поисках внеземного разума
Параметры нового исследования существенно превосходят классические сеансы радиопрослушивания по ключевым физическим характеристикам.
| Параметр исследования | Классические программы SETI | Исследование ALMA (Банд 3) |
| Центральные частоты | 1,42 — 1,66 ГГц («водный пункт») | 90,642 ГГц и 93,151 ГГц |
| Длина радиоволны | Около 21 сантиметра | Около 3,3 миллиметра |
| Источник первичных данных | Специальные сеансы сканирования | Архивный «прилов» (bycatch) калибраторов |
| Выборка объектов | Одиночные целевые звезды | 28 звезд каталога Gaia DR3 |
| Ограничение по мощности (EIRP) | Передатчики от 10131013 Вт | Передатчики от 7×10177×1017 Вт |
Реликтовые сигналы и будущее космической радиоархеологии
Исследование не выявило прямых следов инопланетного присутствия в изученных окнах Band 3, но создало рабочий фундамент для совершенно нового направления — цифровой радиоархеологии.
Астрономы поняли, что узкополосный сигнал на высоких частотах может оказаться не намеренным посланием, а «технологической утечкой» — побочным излучением межастероидной связи, планетарных радаров или космических энергосетей. Более того, ученые не исключают перехват реликтовых сигналов, которые продолжают блуждать по Галактике даже после гибели создавшей их цивилизации.
Команда Луизы Мейсон планирует масштабировать алгоритмы на остальные архивы ALMA, охватывающие тысячи других звездных систем. Если гипотетическая цивилизация транслирует сигналы инопланетян на миллиметровых частотах, у человечества появился инструмент, способный их распознать.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
FAQ: Часто задаваемые вопросы
В чем главное преимущество миллиметровых частот перед обычным радиодиапазоном?
Миллиметровые волны (30–300 ГГц) позволяют передавать огромный объем информации с минимальной задержкой и фоновыми шумами. Направленный луч на частоте 90 ГГц требует меньшей площади антенн и более эффективен для межпланетной связи.
Что такое метод «звездного прилова» в астрономии?
Это использование бокового поля зрения телескопа во время наблюдения за основной целью. Когда обсерватория наводится на калибровочный объект, в кадр попадают сторонние звезды, данные по которым можно анализировать на предмет техносигнатур без затрат телескопного времени.
Почему ученым сложно уловить сигналы инопланетян из-за эффекта Доплера?
Из-за вращения планет вокруг своей оси и движения по орбите частота испускаемого сигнала постоянно смещается. На высоких частотах вроде 90 ГГц этот дрейф происходит настолько быстро, что сигнал буквально «промахивается» мимо узких приемных фильтров, если его не компенсировать математически.
Источник: по материалам Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Читайте также: Почему мы 60 лет не можем поймать радиосигналы инопланетян