Новый метод SETI умеет отфильтровывать помехи от Земли, чтобы сосредоточиться на инопланетных сигналах
Ложные сигналы дарили, а затем разрушали надежды с тех пор, как в 1960 году началась первая специальная программа SETI. Новая модель проверяет наличие доказательств того, что сигнал действительно прошёл через межзвёздное пространство, и помогает исключить возможность, что это просто антропогенные радиопомехи. Модель была разработана астрономами в рамках программы Breakthrough Listen (BL) Калифорнийского университета.
С помощью модели NE2001 будет возможно оценить свойства сигнала набора входных параметров, включая направление, расстояние, частоту и скорость. Однако эти входные данные представляют собой огромное пространство параметров без априорного предпочтения. Даже с ограничениями для каждого отдельного параметра было бы непомерно дорого вычислять свойства для каждой комбинации потенциальных параметров. При этом, вероятность обнаружения подходящих сигналов зависит от нашего положения в Галактике и от того, в каком секторе неба проводятся наблюдения. Поэтому учёные дополнительно сузили параметры наблюдательных конфигураций и временных условий до тех, которые наиболее вероятно обнаружить с помощью существующих средств. С помощью модели можно будет оценить, какой диапазон шкал следует использовать для заданного направления неба и полосы частот.
В классическом алгоритме астрономы SETI проверяют обнаруженные сигналы, нацеливая телескоп в другую область неба, а затем несколько раз возвращаются к первоначальному сектору, где сигнал был обнаружен, чтобы выяснить был ли он неоднократным. Если сигнал обнаруживается в нескольких направлениях, он считается радиочастотной помехой. Зарегистрированный неоднократный сигнал может оказаться произведённым на Земле, а первый инопланетный сигнал вполне может быть разовым. И если сигнал не повторяется, то о нём мало что можно сказать.
С этой целью BL использует наблюдения «ON-OFF», при которых различные точки на небе наблюдаются в соответствии с шаблоном ABABAB или ABACAD. Чтобы ещё больше ограничить фильтр, радиоастрономы проверяют, появился ли сигнал во всех трёх наблюдениях ON (A).
Для того, чтобы фильтр работал должным образом, сигналы должны быть непрерывными на протяжении всех наблюдений. В идеале кандидат должен быть обнаружен при повторных наблюдениях, что требует ещё большей продолжительности сигнала. Однако, как и в случае земных излучений, узкополосные сигналы из-за пределов Солнечной системы могут оказаться импульсными. В таких случаях сигналы могут появляться только в одном или двух наблюдениях ON, что приводит к их потере текущими фильтрами.
Хотя на практике регистрируют ложные срабатывания, наличие требований к направлению по-прежнему служит основой для определения кандидатов, с последующими наблюдениям для повторной регистрации.
Чтобы усовершенствовать метод, учёные отвечали на такой вопрос: поскольку сигналы внеземных цивилизаций должны проходить через межзвёздное пространство, существуют ли такие доступные для регистрации текущей аппаратурой эффекты, которые позволили бы надёжно отделить сигнал от помех?
Новый фильтр сигналов основан на том, что эффекты радиочастотного рассеяния, могут изменить узкополосные сигналы, чтобы их можно было зарегистрировать и отличить от наземных «помех». Фильтр сигналов был бы важным инструментом для оценки возможных техносигнатур. Для сигналов, не прошедших фильтр по направлению, фильтр на основе рассеяния может сохранить ошибочно отсеянные сигналы.
Бо?льшая часть понимания рассеяния радиосигналов получена благодаря наблюдениям за пульсарами, особенно путём анализа импульсов и флуктуаций интенсивности в частотно-временном пространстве. Эти наблюдения привели к построению моделей, описывающих стохастическую природу сигналов.
«Для меня это одно из самых больших достижений SETI за долгое время. Теперь у нас есть метод, который, позволит нам отличить даже единичный сигнал от радиочастотных помех. Такие, как сигнал «Wow!» часто бывают однократными», — рассказал главный исследователь проекта Breakthrough Listen доктор Эндрю Симион, директор Исследовательского центра SETI в Беркли. В цитате Симион приводит в пример знаменитый 72-секундный сигнал, наблюдавшийся 15 августа 1977 года радиотелескопом в Огайо. Радио- и микроволновая астрономия играет важную роль в современной SETI с момента первоначального предложения в 1959 году искать вблизи линии нейтрального водорода на частоте 1,42 ГГц непрерывное узкополосное излучение. Из всего электромагнитного спектра радиочастоты — самый подходящий диапазон для поисков подобных сигналов. Ожидается, что именно такое излучение будет свидетельствовать о технологической деятельности развитых цивилизаций. Судя по тому, с какой лёгкостью наша цивилизация производит узкополосные сигналы шириной в герц, вполне можно ожидать того же и от развитой жизни за пределами Солнечной системы.
Авторы модели подчёркивают большую вероятность того, что любой обнаруженный сигнал на самом деле является техносигнатурой.