Десятилетиями астрономы ищут в космосе узкополосные радиосигналы, которые не встречаются в живой природе и могли бы служить однозначным признаком работы технологий. Но космическое пространство не является идеальным вакуумом. Исследователи Вишал Гаджар и Грейс Браун обратили внимание на то, что активная среда вокруг материнской звезды отправителя — так называемая космическая погода — может стать непреодолимой преградой для узкополосного сигнала.
Возможно, мы не слышим сигналы инопланетян из-за космических помех
Специалисты из Института SETI представили исследование, объясняющее неудачи в поиске инопланетного разума. Ученые проанализировали влияние солнечного ветра и корональных выбросов массы на радиосигналы, доказав, что плазма звезд искажает и рассеивает узкополосные сообщения, делая их невидимыми для наших земных приемников.
Антенна Института SETI в Северной Калифорнии ищет радиосигналы, которые могли быть порождены разумной инопланетной жизнью. SETI
Эффект «размытия». Главная трудность поиска заключается в том, что современное оборудование SETI заточено под поиск невероятно тонких «линий» в радиоэфире шириной всего в несколько герц. Это логично, так как природные объекты вроде пульсаров излучают в широком диапазоне. Но плазма работает как матовое стекло для луча фонарика: она рассеивает четко сфокусированный сигнал. В результате вместо яркой точки на определенной частоте радиоастрономы видят едва заметный серый шум, который автоматика ошибочно принимает за естественные помехи фона. Сигнал не исчезает физически, но его информационная плотность падает настолько, что он сливается с гулом космоса. Исследование показывает, что смотреть надо не только на частоту, но и на то, как она трансформируется в агрессивной звездной среде.
Сигнал, поступающий с планеты, может начинаться как узконаправленный узкополосный сигнал (слева), но после воздействия электронов и плазмы, извергаемых звездой, вокруг которой вращается планета, частотный диапазон сигнала может расшириться, что приведет к снижению пиковой мощности сигнала (справа).
Когда искусственный радиолуч проходит сквозь потоки заряженных частиц и облака плазмы, возникающие при вспышках, происходит «размазывание» сигнала по спектру. Мощность, которая изначально была сконцентрирована в узком диапазоне, распределяется по широкой полосе частот, и в итоге сигнал падает ниже порога чувствительности земного оборудования. Мы просто не замечаем сообщение, даже если оно направлено прямо на нас. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
Новая стратегия поиска
Левая панель: схема внеземного передатчика на планете (зеленый) в пределах Exo-IPM, где Rimp обозначает расстояние воздействия линии прямой видимости между Землей и передатчиком ETI от звездного объекта (оранжевый). Правая панель: упрощенное представление фазовых возмущений в узкополосной монохроматической волне, распространяющейся через турбулентную среду, с отображением частот с доплеровским сдвигом. Временные колебания этих возмущений приводят к спектральному уширению передаваемого сигнала.
Чтобы подтвердить свои выводы, авторы работы изучили, как наше Солнце влияет на связь с космическими аппаратами внутри Солнечной системы. Полученные данные они перенесли на модели других типов светил, включая красные карлики, которые составляют большинство звезд в Галактике и отличаются довольно буйным нравом.
Выяснилось, что у 70% звезд искажение сигнала превышает один герц, а мощные выбросы массы могут расширить диапазон сигнала до тысячи герц. «Если сигнал расширяется из-за окружения собственной звезды, он может опуститься ниже наших порогов обнаружения, даже если он там есть», — отмечает соавтор работы Вишал Гаджар.
Теперь ученые намерены скорректировать алгоритмы поиска, чтобы учитывать эти помехи. Вместо того чтобы ждать идеально чистого «шепота» из глубин Вселенной, астрономы начнут проектировать детекторы, способные распознавать искаженные и рассеянные сообщения, пробившиеся сквозь штормы чужих солнц. Это дает надежду, что Великое молчание космоса — лишь следствие наших несовершенных настроек.