Astronomowie z Penn State i naukowcy z SETI Institute zastosowali nową technikę, aby przeskanować układ gwiezdny TRAPPIST-1 pod kątem obcej technologii, co oznacza najdłuższe ukierunkowane poszukiwania pozaziemskich sygnałów radiowych w tym miejscu.
Astronomowie opracowali nową technikę wyszukiwania sygnałów radiowych z planet spoza naszego układu słonecznego, w szczególności tych, które są ustawione względem siebie i Ziemi. Sygnały te byłyby podobne do tych używanych do komunikacji z łazikami na Marsie. Astronomowie z Penn State, we współpracy z naukowcami z SETI Institute, spędzili 28 godzin, używając Allen Telescope Array (ATA) do skanowania układu gwiezdnego TRAPPIST-1 pod kątem oznak istnienia obcej technologii. To działanie stanowi najdłuższe ukierunkowane poszukiwania sygnałów radiowych z TRAPPIST-1 do tej pory.
Chociaż nie znaleziono żadnych dowodów na pozaziemską technologię, projekt wprowadził nową metodę przyszłych poszukiwań. Badania zostały zaakceptowane do publikacji w Astronomical Journal.
Ulepszanie technologii wykrywania sygnałów pozaziemskich
„Te badania pokazują, że zbliżamy się do technologii i metod, które mogłyby wykrywać sygnały radiowe podobne do tych, które my wysyłamy w kosmos” — powiedział Nick Tusay, student studiów podyplomowych i pracownik naukowy na Penn State oraz pierwszy autor artykułu. „Większość wyszukiwań zakłada silny sygnał, taki jak sygnał radiowy przeznaczony do dotarcia do odległych planet, ponieważ nasze odbiorniki mają limit czułości do minimalnej mocy nadajnika wykraczającej poza wszystko, co nieumyślnie wysyłamy. Jednak dzięki lepszemu sprzętowi, takiemu jak nadchodząca Square Kilometer Array, możemy wkrótce być w stanie wykrywać sygnały od obcej cywilizacji komunikującej się ze swoim statkiem kosmicznym”.
Projekt skupił się na zjawisku zwanym okultacjami planeta-planeta (PPO). PPO występują, gdy jedna planeta przesuwa się przed drugą z perspektywy Ziemi. Jeśli w tym układzie gwiezdnym istnieje inteligentne życie, sygnały radiowe wysyłane między planetami mogłyby przeciekać i być wykrywane z Ziemi.
Ilustracja pokazująca komunikację między planetami poza naszym układem słonecznym, patrząc z perspektywy Ziemi. Nowe badania z wykorzystaniem Allen Telescope Array poszukiwały tego typu komunikacji, podobnej do komunikacji między Ziemią a naszymi łazikami na Marsie, w układzie gwiezdnym TRAPPIST-1. Źródło: Zayna Sheikh
Postępy w analizie sygnałów w ATA
Korzystając z ulepszonego ATA — serii anten radiowych przeznaczonych do poszukiwań pozaziemskiej technologii, zlokalizowanych w Hat Creek Observatory w Górach Kaskadowych około 300 mil na północ od San Francisco — zespół przeskanował szeroki zakres częstotliwości, szukając sygnałów wąskopasmowych, które są uważane za możliwe oznaki obcej technologii. Zespół przefiltrował miliony potencjalnych sygnałów, zawężając je do około 11 000 kandydatów do szczegółowej analizy. Zespół wykrył 2264 z tych sygnałów podczas przewidywanych okien PPO. Jednak żaden z sygnałów nie miał obcego pochodzenia.
Nowe możliwości ATA, które obejmują zaawansowane oprogramowanie do filtrowania sygnałów, pomogły zespołowi oddzielić możliwe sygnały obce od sygnałów pochodzących z Ziemi. Naukowcy uważają, że udoskonalenie tych metod i skupienie się na zdarzeniach takich jak PPO może pomóc zwiększyć szanse na wykrycie sygnałów obcych w przyszłości.
Ilustracja przedstawia zmierzone parametry siedmiu egzoplanet TRAPPIST-1 (oznaczonych od b do h), pokazując, jak układają się one względem siebie, a także względem Ziemi i innych wewnętrznych skalistych światów w naszym własnym układzie słonecznym. Względne rozmiary planet są oznaczone kółkami. Wszystkie znane planety TRAPPIST-1 są większe od Marsa, a pięć z nich mieści się w zakresie 15% średnicy Ziemi. Oś pionowa pokazuje nieskompresowane gęstości planet. Nieskompresowana gęstość bierze pod uwagę, że im większa jest planeta, tym bardziej jej własna grawitacja upakowuje materiał planety i zwiększa jej gęstość. Nieskompresowana gęstość zwykle zapewnia zatem lepszy sposób porównywania składu planet. Oś pozioma pokazuje poziom oświetlenia, jakie każda planeta otrzymuje od swojej gwiazdy macierzystej. Gwiazda TRAPPIST-1 ma zaledwie 9% masy naszego Słońca, a jej temperatura jest znacznie niższa. Ponieważ jednak planety TRAPPIST-1 krążą blisko swojej gwiazdy, otrzymują porównywalne ilości światła i ciepła co Ziemia i sąsiednie planety. Źródło: Wikimedia Commons
Badania SETI i zaangażowanie studentów
„Ten projekt obejmował pracę studentów studiów licencjackich w ramach programu SETI Institute Research Experience for Undergraduates 2023” — powiedziała Sofia Sheikh, badaczka SETI w SETI Institute, która uzyskała tytuł doktora na Penn State. „Studenci szukali sygnałów z orbiterów zbudowanych przez człowieka wokół Marsa, aby sprawdzić, czy system może prawidłowo wykrywać sygnały. To był ekscytujący sposób na zaangażowanie studentów w najnowocześniejsze badania SETI”.
System TRAPPIST-1 to mała, chłodna gwiazda oddalona od Ziemi o około 41 lat świetlnych. Ma siedem skalistych planet, z których niektóre znajdują się w strefie nadającej się do zamieszkania, gdzie warunki mogą umożliwiać istnienie wody w stanie ciekłym — niezbędnego składnika życia, jakie znamy. Dzięki temu TRAPPIST-1 jest głównym celem poszukiwań życia poza Ziemią.
Przyszłe kierunki badań astronomicznych
„System TRAPPIST-1 znajduje się stosunkowo blisko Ziemi, a my posiadamy szczegółowe informacje o orbitach jego planet, co czyni go doskonałym naturalnym laboratorium do testowania tych technik” — powiedziała Tusay. „Metody i algorytmy, które opracowaliśmy na potrzeby tego projektu, mogą być ostatecznie zastosowane w innych układach gwiezdnych i zwiększyć nasze szanse na znalezienie regularnej komunikacji między planetami poza naszym układem słonecznym, jeśli takowe istnieją”.
Zespół nie znalazł tym razem żadnych obcych sygnałów, ale będzie nadal udoskonalał swoje techniki wyszukiwania i badał inne układy gwiezdne. Przyszłe wyszukiwania za pomocą większych i potężniejszych teleskopów mogą pomóc naukowcom wykryć jeszcze słabsze sygnały i poszerzyć naszą wiedzę o wszechświecie.
Więcej informacji: publikacja „A Radio Technosignature Search of TRAPPIST-1 with the Allen Telescope Array” autorstwa Nicka Tusaya i in., zaakceptowana do druk w The Astronomical Journal. DOI: 10.48550/arXiv.2409.08313
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Ilustracja: @SciTechDaily
