SETI در حال آزمایش یک استراتژی جدید شکار بیگانگان است، اما سیارات TRAPPIST-1 ساکت هستند.
آخرین شکار سیگنال های فرازمینی در TRAPPIST-1 منظومه سیاره ای در حال آزمایش استراتژی جدیدی است که به اخترشناسان امکان می دهد در آینده جستجوهای کارآمدتر و هدفمندتری برای حیات فرازمینی تکنولوژیکی انجام دهند.
TRAPPIST-1 یک منظومه چند سیاره ای است که حدود 40.7 سال نوری از ما فاصله دارد. هفت دنیای صخره ای آن که برخی از آنها در آن قرار دارند منطقه مسکونی – منطقه اطراف یک ستاره که در آن نه خیلی گرم است و نه خیلی سرد که یک سیاره حاوی آب مایع باشد – همه آنقدر فشرده هستند که هر چند روز یک بار از ستاره خود عبور می کنند. تعداد سیارات و نزدیکی نسبی آنها به ما، سیستم TRAPPIST-1 را به یک هدف جذاب برای جستجوی هوش فرازمینی (SETI) تبدیل کرده است.
اگرچه این جستجوی اخیر – که در آن آرایه تلسکوپ های رادیویی تلسکوپ آلن در کالیفرنیا در مجموع 28 ساعت صرف گوش دادن به TRAPPIST-1 شد – هیچ سیگنال فرازمینی پیدا نکرد، “هدف این مطالعه نشان دادن استراتژی جستجوی کارآمدتر با استفاده از نیکلاس توسای، دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه ایالتی پن، به Space.com گفت: پیکربندی مداری طبیعی یک سیستم چند سیاره ای در لبه به نفع ماست.
به طور سنتی، SETI آسمان را برای سیگنال های قدرتمندی که به سمت ما نشانه می رود اسکن می کند. با این حال، پس از دهه‌ها یافتن چیزی، محققان SETI به طور فزاینده‌ای در حال بررسی استراتژی‌های دیگر هستند. اینها شامل جستجوی نشت رادیویی می شود: ارسال های تصادفی برای ما نیست، اما ممکن است از یک منظومه سیاره ای نشت کند. چنین انتقال هایی می تواند از ارتباطات و انتقال از فضاپیما به رادار یا حتی مشابه تلویزیون فرازمینی باشد. با این حال، از آنجایی که این نشت تصادفی با هدف شنیدن سال‌های نوری دورتر منتقل نمی‌شود، احتمالاً قدرت آن بسیار کمتر از سیگنال‌های عمدی خواهد بود.
بنابراین، احتمال مشاهده تصادفی چنین نشتی اندک است، بنابراین ما به استراتژی هایی نیاز داریم که بتوانند شانس را بهبود بخشند.
برای این منظور، توسای مشاهدات TRAPPIST-1 را رهبری کرد که از پدیده ای به نام اختفای سیاره-سیاره (PPOs) بهره برد. غیبت زمانی اتفاق می افتد که یک شی در آسمان به نظر می رسد که در مقابل شیء دیگر حرکت می کند. از آنجایی که هفت سیاره TRAPPIST-1 در یک صفحه به دور ستاره خود می چرخند که تقریباً کاملاً در لبه ما است، می توانیم شاهد بسیاری از PPO باشیم که در آن دو سیاره درگیر در PPO و آشکارسازهای ما در یک خط مستقیم قرار دارند.
مرتبط: چگونه هوش مصنوعی به ما کمک می کند تا در جهان برای یافتن امضاهای فناوری فرازمینی جستجو کنیم
حال فرض کنید که انتقالات از سیاره ای که در حال پنهان شدن است به سیاره ای که مخفی سازی را انجام می دهد هدایت شود. این ارسال‌ها ممکن است ارتباطاتی مشابه ارتباطات شبکه فضایی عمیق ناسا (DSN) باشد، که در آن فرستنده‌های رادیویی بزرگ در کانبرا، مادرید و کالیفرنیا تماس دائمی با ناوگان فضاپیماهای بین سیاره‌ای ما دارند. به طور مشابه، ممکن است در طول PPO، زمانی که دو سیاره و ما در صف هستند، نشت را از یک انتقال رادیویی بین دو سیاره از معادل بیگانه شبکه فضایی عمیق دریافت کنیم. این هدف آخرین مطالعه TRAPPIST-1 بود.
توسای می گوید: «TRAPPIST-1 آزمایشگاه کاملی است زیرا سیارات در حال عبور را تقریباً کاملاً از لبه می شناسد، و آنقدر نزدیک است که ما حساسیت کافی برای تشخیص سیگنال های خاص را داریم.
هیچ سیگنالی شناسایی نشد، اما نباید دلسرد شویم.
این به این دلیل است که آرایه تلسکوپ آلن تنها به اندازه کافی برای تشخیص انتقال‌های بین سیاره‌ای در TRAPPIST-1 حساس است، که با قدرتی معادل فرستنده‌ای به اندازه Arecibo منتشر می‌شوند. قبل از آن فرو ریخت در سال 2020، تلسکوپ رادیویی آرسیبو ظرف 305 متری (1000 فوت) بود. توسای گفت، با این حال، فرستنده قدرتمندی مانند Arecibo برای ارتباطات بین سیاره ای “بیش از حد” خواهد بود. تلسکوپ‌های DSN در مقایسه با توان مؤثر کمتر کوچک‌تر هستند – بسیار کم برای تلسکوپ آلن. با این حال، هنگامی که عملیات علمی در اواخر آن دهه آغاز شد، یک آرایه کیلومتر مربع در آفریقای جنوبی و استرالیا باید حساسیت تشخیص انتقال در سطح DSN در طول رویدادهای PPO را داشته باشند.
آزمایش آرایه تلسکوپ آلن اکنون نشان داده است که این روش PPO امکان پذیر است. ATA در 28 ساعتی که در TRAPPIST-1 در سال 2022 صرف کرد، هفت رویداد PPO را مشاهده کرد. در مجموع، 25 میلیون سیگنال رادیویی را در این مدت شناسایی کرد.
«بیشتر آن است تداخل فرکانس رادیویی (RFI) از ارتباطات خودمان، بنابراین مجبور شدیم آن را فیلتر کنیم.» طوسایی گفت.
تداخل فرکانس رادیویی (RFI) پس زمینه زمینی سیگنال های رادیویی است زمیناز تلفن های همراه تا رادار فرودگاه. برای حذف راحت‌تر RFI از مشاهدات، توسای چیزی به نام خط لوله NBeamAnalysis توسعه داد. این کد کامپیوتری است که قادر است سیگنال هایی را که فقط از هدف می آیند، در این مورد TRAPPIST-1، از RFI که در جهات دیگر در میدان دید تلسکوپ دیده می شود، تشخیص دهد. با انجام این کار، کد توانست 25 میلیون سیگنال را به تنها 2264 سیگنال کاهش دهد که نیاز به توجه بیشتری از سوی یک انسان داشت.
توسای گفت: “به جای اینکه به ده ها میلیون ضربه در هر چشم نگاه کنم، فقط باید به چند هزار ضربه نگاه کنم و بیشتر آنها هنوز به عنوان RFI برای چشم انسان آشکار هستند.”
در پایان، تمام سیگنال های شناسایی شده در طول رصدهای TRAPPIST-1 RFI بودند، اما دلایلی وجود دارد که چرا آرایه تلسکوپ آلن باید به جستجو ادامه دهد. در حالی که ما فقط می‌توانیم ماهیت یک سیستم ارتباطی فرازمینی و تعداد دفعات ارتباط فرازمینی‌ها با سیارات همسایه را حدس بزنیم، مقایسه سیگنال‌های آنها با شبکه فضای عمیق خودمان نقطه شروعی است. تیم Tusay تخمین می زند که DSN به مریخ حدود یک سوم مواقع، به این معنی که به طور متوسط بیگانگان باید سه رویداد PPO را در زمین و مریخ مشاهده کنند تا متوجه شوند که ما سیگنالی به یکی از فضاپیماهایمان در اطراف سیاره سرخ می فرستیم. اگر بیگانگان از ریتم مشابهی در TRAPPIST-1 پیروی کنند، ما باید حداقل سه رویداد PPO را از هر ترکیبی از سیارات مشاهده کنیم تا بهترین شانس را برای مشاهده آنها داشته باشیم.
این سوال پیش می‌آید: آیا بیگانگان می‌توانند PPO را در سیارات ما مشاهده کنند؟ منظومه شمسی? این اتفاق کمتر از سیستم TRAPPIST-1 رخ می دهد، جایی که سیارات آنقدر به ستاره خود نزدیک هستند که در عرض چند روز به دور خود می چرخند. برعکس، PPO روی زمین و مریخ تقریباً هر دو سال یک بار اتفاق می‌افتد. برای دیدن PPO زمین و مریخ، بیگانگان همچنین باید در سیاره‌ای باشند که به دور ستاره‌ای در دایره البروجی آسمان می‌چرخد، زیرا دایره البروج صفحه منظومه شمسی ما است و فقط با دیدن آن لبه هواپیما. – آیا آنها گذر یا غیبت را می بینند؟
با این وجود، توسای گفت: «من می‌دانم که جستجو برای شواهدی مبنی بر اینکه ارسال‌های DSN خودمان دریافت شده‌اند، یک منطقه فعال تحقیقاتی توسط سایر دانشمندان SETI است. “من شخصا فکر می کنم استراتژی جستجو دارای مزایایی است.”
در عین حال، ما باید به گوش دادن به آسمان ها ادامه دهیم – و به لطف این مشاهدات جدید TRAPPIST-1، حداقل اکنون ایده بهتری از بهترین زمان ها برای گوش دادن داریم.
یافته‌ها در مقاله‌ای شرح داده شده‌اند که برای انتشار در مجله Astronomical پذیرفته شده است پیش چاپ موجود در arXiv.
